ニホンザルの選択的道具使用に随伴して獲得される参照的随意発声の中枢神経機構

日本猕猴选择性工具使用相关参考自愿发声的中枢神经系统

• 批准号: 15650056
• 负责人: 入來 篤史
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15650056/
• 关键词: ニホンザル; 道具使用; 随意発声; 大脳皮質; 神経活動

前年度までの研究成果をもとに立てられた作業仮説に基づいて、本年度は以下の成果が得られた。1、実験系の確立・実行(行動学的・音響学的解析)(1)選択的道具操作訓練:ニホンザルに道具を操作することにより報酬を獲得できるよう2週間訓練すると、わずかな訓練で報酬の提示する位置の変化に応じて、その状況に適した道具を選択し報酬を獲得できるようになった。(2)発声訓練:ニホンザルが自発的に発声する4種類の音声の中から、クーコールと呼ばれる音声を実験室内で発声するよう訓練でき、さらに道具使用とこの条件付けとを組み合わせて訓練することにより、異なる2つの事物(道具、報酬)に対して音声を自発的に分化させ使い分けることが判明した。(3)齧歯類モデル:霊長類の道具-発声研究の神経・物質基盤をより効果的に研究するためのモデル動物として、齧歯類であるデグーが道具使用および発声行動を表出することを見出し、モデル実験系を確立した。2、神経生理学的解析(1)大脳皮質神経活動の記録:上記の行動を遂行するにあたり、体性感覚情報を統合する大脳皮質体性感覚野の機能的役割を検討するため、ニホンザルの一次体性感覚野(口腔・手指・腕)〜頭頂連合野において慢性的単一ニューロン記録を行った。その結果、発声運動に特異的に活動するニューロン群は観測出来なかったものの、道具操作、咀嚼運動、顎運動に関連するニューロン群の活動はが確認され、その相互関係を検討して発声行動を構成する神経基盤を解析した。(2)電気刺激実験:霊長類において電気刺激実験を行う為の予備実験として、音声レパートリーの多い齧歯類(デグーおよび近縁種のモルモット)を用いて、微小電気刺激実験を行った。辺縁系(中脳中心灰白室)、帯状回および運動野を含む大脳皮質外側部の刺激による、発声および顎運動の誘発様式を比較し、道具使用を発現する随意運動系との相互作用について検討した。

今年根据前一年的研究结果进行工作假设，得出了以下结果。 1.实验系统的建立和实施（行为/声学分析）（1）选择性工具操纵训练：当日本猕猴经过两周的训练以通过操纵工具获得奖励时，它们只需少量的训练即可获得奖励。现在可以根据情况选择适当的工具，并根据玩家提出的位置变化获得奖励。 (2)发声训练：可以训练日本猕猴在实验室自发发出的四种声音中发出一种叫“coocall”的声音，通过将训练与工具的使用和这种条件反射相结合，发现声音自发地被区分并用于两种不同的事物（工具、奖励）。 （3）啮齿动物模型：啮齿动物八齿鼠作为模型动物表现出工具使用和发声行为，以更有效地研究灵长类工具发声研究的神经和物质基础，并建立了模型实验系统。 2.神经生理学分析（1）大脑皮层神经活动的记录：为了研究大脑皮层体感皮层在执行上述行为时整合体感信息的功能作用，我们对日本人的初级身体进行了研究猕猴的慢性单神经元记录是从感觉皮层（口腔、手指和手臂）到顶叶联合皮层进行的。结果，虽然不可能观察到在声音运动中特别活跃的神经元组，但我们分析了与工具操作、咀嚼运动和下颌运动相关的神经元组的活动。 (2)电刺激实验：作为在灵长类动物中进行电刺激实验的初步实验，我们利用具有大量发声库的啮齿动物(八齿鼠和相关豚鼠)进行了微电刺激实验。比较通过刺激边缘系统（中脑中央灰室）、扣带回和大脑皮层外侧部分（包括运动皮层）诱发发声和下颌运动的方式，并检查与随意运动的相互作用我考虑过表达工具使用的系统。

项目成果

Obayashi S, Suhara T, Kawabe K, Okauchi T, Maeda J, Nagai Y, Iriki A.: "Fronto-parieto-cerebellar interaction associated with intermanual transfer of monkey tool use learning"Neuroscience Letter. 339(2). 123-126 (2003)

Obayashi S、Suhara T、Kawabe K、Okauchi T、Maeda J、Nagai Y、Iriki A.：“与猴子工具使用学习的手动转移相关的前顶小脑相互作用”神经科学快报。

Hihara S, Obayashi S, Iriki A.: "Rapid learning of multiple-tool usages bymacaque monkeys."Physiology and Behavevior. 78(3). 427-434 (2003)

Hihara S、Obayashi S、Iriki A.：“猕猴快速学习多种工具的使用。”生理学和行为。

Yokochi H, Tanaka M, Kumashiro M, Iriki A.: "Inferior parietal somatosensory neurons coding face-hand coordination in Japanese macaques"Somatosensory Motor Research. 20(2). 115-125 (2003)

Yokochi H、Tanaka M、Kumashiro M、Iriki A.：“日本猕猴编码面手协调的下顶叶体感神经元”体感运动研究。

Complex vocal behavior and cortical-medullar projection

复杂的声音行为和皮质髓质投射

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of 1^<st> International workshop on emergence and evolution of linguistic communication 1
• 作者: Okanoya;K.;Hihara;S.;Tokimoto;N.;Tobari;Y.;Iriki;A.
• 通讯作者: A.

Home faber 道具を使うサル

猴子使用工具

• 发表时间: 2004
• 作者: Ishibashi H;Kumashiro M;Iriki A.;入來 篤史
• 通讯作者: 入來 篤史