慢性広域的神経活動記録による感覚・運動変換の神経メカニズムの解明

通过慢性广域神经活动记录阐明感觉运动转换的神经机制

基本信息

  • 批准号:
    22K15222
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2027-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

本研究課題は、大脳皮質における感覚・運動情報表現の分布を明らかにすることを目的として、感覚・運動情報の定量化に適した新規行動課題(視覚性二段階応答課題)の構築と広範な大脳皮質領域からの神経活動記録を行う。2022年度は10匹のラットから行動課題遂行中に多点電極を用いた神経活動記録を行い、大脳皮質・海馬・視床を含む11領域の合計3万ニューロンからスパイクデータを得た。脳領域ごとに視覚刺激直後の神経活動における感覚・運動関連情報の分布を調べたところ、外側膝状体(LGN)・一次視覚野(V1)・二次視覚野後部・二次視覚野前部(V2RL/AM)・後頭頂連合野(PPC)の順に感覚関連ニューロンの割合が減少している一方で、V2RL/AM・PPC・二次運動野(M2)・一次運動野(M1)の順に運動関連ニューロンの割合が増加していた。この結果は先行研究と一致しており、慢性広域的神経活動記録の正確性が確認された。視覚皮質におけるニューロンのスパイク活動はしばしば複数のコンポーネントを含んでいることが知られているため、スパイクデータを基にコンポーネントを検出する解析手法を考案し、課題関連ニューロンに適用してコンポーネントごとの情報表現を調べた。スパイク活動の変化タイミングと刺激や運動のタイミングの時間的な相関による情報表現と発火頻度による情報表現をそれぞれ調べたところ、時間的には感覚に関連しているが発火頻度では運動に関連しているコンポーネントを持つニューロンがV2RL/AMに多く存在していることが明らかになった。
本研究项目旨在阐明感觉和运动信息表征在大脑皮层的分布,旨在构建一种适合量化感觉和运动信息的新行为任务(视觉两步反应任务),并记录来自感觉和运动信息的神经活动。大脑皮层。 2022 财年,我们在执行行为任务时使用 10 只大鼠的多点电极记录了神经活动,并获得了 11 个区域(包括大脑皮层、海马和丘脑)总共 30,000 个神经元的尖峰数据。当我们调查每个大脑区域视觉刺激后立即神经活动中感觉和运动相关信息的分布时,我们发现外侧膝状体(LGN)、初级视觉皮层(V1)、后次级视觉皮层和前次级视觉皮层视觉皮层(V2RL/AM)・枕骨。感觉相关神经元的比例按顶点关联皮层(PPC)的顺序减少,而运动相关神经元的比例按V2RL/AM、PPC、次级运动皮层(M2)和初级运动皮层的顺序增加(M1)。这一结果与之前的研究一致,证实了慢性广域神经活动记录的准确性。众所周知,视觉皮层神经元的尖峰活动通常包含多个成分,因此我们设计了一种基于尖峰数据检测成分的分析方法,并将其应用于与任务相关的神经元,以获得我研究的每个成分的信息。表达。当我们研究基于尖峰活动变化的时间与刺激和运动的时间之间的时间相关性的信息表达以及基于放电频率的信息表达时,我们发现虽然在时间上它与感觉相关,但放电频率是研究表明,V2RL/AM 中存在许多具有该成分的神经元。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ラットにおける刺激提示タイミング予測の行動学的性質
大鼠刺激呈现时间预测的行为特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    川端政則 ; 山下真澄 ; 礒村宜和
  • 通讯作者:
    礒村宜和
視覚性二段階応答課題を用いたげっ歯類大脳皮質における感覚・運動変換関連領域の探索
使用视觉两步反应任务探索啮齿动物大脑皮层中感觉运动转换相关区域
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    川端政則 ; Alain Rios ; 坂入朋美 ; 酒井裕 ; 礒村宜和
  • 通讯作者:
    礒村宜和
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  • 通讯作者:
    星野 幹雄

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