聴覚野から下丘へのフィードバックが音声認知に与える影響

听觉皮层到下丘的反馈对言语感知的影响

• 批准号: 22K21238
• 负责人: 高橋 克匡
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21238/
• 关键词: マウス; 超音波発声; 下丘; 聴覚野; 音声認知; マウス; 超音波発声; 下丘; 聴覚野; 音声認知

近年，聴覚野から下丘への下行性投射が着目されるようになり，この神経路が音に対する反応のゲイン調節や音の間の短いギャップを検出することに重要であることが明らかになっている。音声は短いギャップで区切られた音素によって構成されていることから，これらの研究は，聴覚野から下丘への入力が，コミュニケーション音声の認知において重要な役割を果たしている可能性を提供している。しかし，この下丘への投射とコミュニケーション音声認知との関連を検証した研究はなく，認知に基づく行動への影響も不明である。果たして，聴覚野から下丘への投射は，音情報を「意味のあるもの」として認識し，行動するために必要なメカニズムなのだろうか。そこで本研究では，マウスを対象としたコミュニケーション音声の弁別課題を作成し，下行性投射特異的な神経活動制御によって神経活動にどのような変化が生じ，行動にどのような変化が生じるかを検証する。本年度は，雄のマウスが，同じ雄のマウスの超音波発声（USV）を認識して行動が変化するような課題の構築と，光遺伝化学・遺伝化学的手法を使用して下丘を操作するために装置のセットアップを実施した。まず，USVを用いた行動課題に関して，Three chamber内で雄のマウスに対し，左右からUSVと純音をそれぞれ同時に提示したときに，行動の変化が観察された。次に，下丘への遺伝化学的操作はc-Fosの免疫染色を利用して細胞種特異的な操作が可能なことを確認した。また，光遺伝学的操作に関しては，自作のオプトロードを使用することで神経細胞集団が光刺激に反応していることを確認した。

近年来，从听觉皮层到下丘的下降预测已经变得越来越集中，并且已经表明，这种神圣的途径对于调整对声音的响应并检测声音之间的短差距很重要。由于语音由短间隔的音素组成，因此这些研究提供了一种可能性，即从听觉皮层到下丘的输入在认知交流语音中起着重要作用。但是，没有研究测试这种投影到下丘和交流语音认知之间的关联，对基于认知的行为的影响尚不清楚。从听觉皮层投射到下丘，是否是将声音信息识别为“意义”和行动的必要机制？因此，在这项研究中，我们将为针对小鼠的交流语音创建歧视任务，并检查神经活动中发生的变化以及由于向下投影特异性的神经活动控制而导致的行为发生了什么变化。今年，我们为雄性小鼠实施了系统设置，以制定一项任务，该任务将通过识别同一雄性小鼠的超声发声（USV）来改变行为，并使用光遗传学和遗传化学技术来操纵下核糖。首先，关于使用USV的行为任务，当雄性小鼠与三个腔室中的左右两侧同时呈现雄性小鼠时，观察到行为的变化。接下来，我们确认使用C-FOS的免疫染色可以实现下丘的细胞类型特异性操纵。此外，关于光遗传操作，我们证实了神经元细胞群正在使用自制的光载量对光刺激作出反应。