認知柔軟性の空間記憶表象制御に関与する神経機構の生理心理学的検討

认知灵活性空间记忆表征控制神经机制的生理和心理检查

• 批准号: 16J40090
• 负责人: 岡田 佳奈
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16J40090/
• 关键词: 神経回路網

本研究は、空間記憶表象の適切な制御において認知柔軟性に係る神経機構がどのような役割を果たしているのかを明らかにすることを目的としていた。そのため、(1) 海馬や前頭前皮質、線条体、視床が形成する神経ネットワークが空間学習課題における認知柔軟性の機能をどのように果たしているのか、(2) 空間表象の形成とその変更がなされる際に、どの領域間において、どのような神経生理学的、あるいは遺伝子発現上のメカニズムが働いているのか、(3)空間記憶に関する脳内表象がどのように外界の変化に合わせて形を変えたり、変化を抑制されたりするのかを、その動的な認知過程を支える心的メカニズムと神経ネットワークの働きの関連に注目して明らかにする必要がある。先行研究により、既にラットの背内側線条体コリン作動性介在神経細胞が空間記憶における逆転学習や消去学習に関与していることが示唆されてきたが、この時の認知柔軟性の調節の方向性に関しては議論が分かれている。そこで本研究ではイムノトキシン細胞標的法や薬理学的手法を用いて、試行間間隔の長さに依存して、背内側線条体コリン作動性介在神経細胞の空間学習柔軟性の制御の方向が抑制あるいは促進という形でに変化することを見出した。また、RNAスライシングによる実験と同様に、薬理学的手法においても、長い試行間間隔における背内側線条体コリン作動性介在神経細胞の空間学習柔軟性が線条体間接路ではなく直接路を介して出力されている可能性が示唆された。加えて、空間逆転学習遂行中のラットの線条体、前頭前野、海馬、視床領域の局所フィールド電位などを解析したところ、線条体と関連領域の神経活動にも違いがあり、特に前頭前野において特徴的な神経活動が見られるという結果を得た。

本研究的目的是阐明与认知灵活性相关的神经机制在空间记忆表征的适当控制中的作用。因此，（1）海马、前额皮质、纹状体和丘脑形成的神经网络如何在空间学习任务中发挥认知灵活性的功能？哪些神经生理学或基因表达机制在哪些区域以及何时形成和改变了空间表征？（3）与空间记忆相关的大脑表征是如何形成的？有必要澄清形状是否会响应外部变化而变化？世界或变化是否通过关注支持这种动态认知过程的心理机制和神经网络功能之间的关系而受到抑制。先前的研究已经表明，大鼠背内侧纹状体胆碱能中间神经元参与空间记忆中的逆转学习和消退学习；性别是有争议的。因此，在本研究中，我们使用免疫毒素细胞靶向和药理学方法来确定背内侧纹状体胆碱能中间神经元空间学习灵活性的控制方向，这取决于间期间隔的长度，我们发现这种变化以抑制或促进的形式发生。 。与RNA切片实验类似，药理学方法也表明，背内侧纹状体胆碱能中间神经元在长间隔期间的空间学习灵活性是由直接而不是纹状体途径介导的，因此数据可能被输出。此外，当我们分析进行空间反转学习的大鼠纹状体、前额叶皮层、海马和丘脑的局部场电位时，我们发现纹状体和相关区域的神经活动存在差异，尤其是前额叶皮层。观察到特征性神经活动。