Evolutionary role of vertical body posture on primate cortical information processing and motor command

垂直身体姿势对灵长类皮层信息处理和运动指令的进化作用

• 批准号: 22KF0401
• 负责人: 入來 篤史
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0401/
• 关键词: 二次体性感覚皮質; 一次運動皮質; コモンマーモセット; ニホンザル; 自己-環境相互作用; 行動自動分節化; 姿勢(体軸)転換; 把持運動

第二体性感覚皮質は、触覚に加え視・聴・平衡覚を統合して『環境世界の中の自己』を表象したとの想定のもと、座り・立つことで体軸が直立して空間情報処理が複雑化したのちに一次運動皮質を介した道具使用等による身体と環境との相互作用によって知性を創発させた霊長類脳の特性に注目し、ヒト高次脳機能の進化メカニズムの解明に以下の３つの観点から挑む：１）実験室内での神経生理学解析による仮説立案、２）大規模群飼育施設内での自由行動解析技術の開発、３）野生棲息環境を対象とした仮説検証。具体的には、霊長類の野生棲息環境での認知行動パタンに関する生態的視点を参照しつつ、下記２種類の研究軸に沿った具体的な認知行動および神経活動データの計測・解析を行った。第1軸：大規模飼育施設内で自由に社会行動を行うコモンマーモセットの行動監視システムで収録されたビデオ映像をもとに、手動でラベル付けされた身体部分と行動のデータセットの定量化、行動自動分節化、社会的相互作用などの検討を行なった。第2軸：姿勢操作や仮想現実装置による人工映像により、身体と環境の関係を変化させたときの第二体性感覚皮質神経活動パタンを総合して、自己－環境相互作用の原理を推定するために、実験室内でのニホンザルの座位および四足歩行姿勢での把持運動能力特性を評価するための実験装置や、大脳皮質の電気刺激・神経活動記録装置を開発して、サルに課題を訓練したのちに電気生理学的実験を開始した。

第二体感皮层基于这样的假设：“环境世界中的自我”除了触觉之外，还通过整合视觉、听觉、平衡感来表示，坐或坐时身体轴是直立的。空间信息处理变得更加复杂后，通过初级运动皮层通过工具使用等身体与环境之间的相互作用而发展智力。围绕导致大脑出现的灵长类大脑的特征，我们将尝试从以下三个角度阐明人类高级大脑功能的进化机制：1）通过实验室的神经生理学分析提出假设，2）大-规模群体研究，开发养殖设施中的自由运动分析技术，3）野生栖息地环境的假设验证。具体来说，我们沿着以下两个研究轴测量和分析了特定的认知行为和神经活动数据，同时参考了有关灵长类动物在其野生栖息地的认知行为模式的生态视角。轴 1：根据大型饲养设施中自由社交的普通狨猴的行为监控系统记录的视频片段，对手动标记的身体部位和行为的数据集进行量化；我们研究了行为、社交互动等的自动分割。轴2：通过使用虚拟现实设备的姿势操纵和人工图像改变身体与环境之间的关系时，综合第二体感皮层的神经活动模式来估计自我环境相互作用的原理。他们在实验室开发了评估日本猕猴坐姿和四足姿势的抓握运动能力特征的实验装置，以及大脑皮层的电刺激和神经活动记录装置，并训练猴子执行任务。开始了电生理实验。

项目成果

エクス＝マルセイユ大学(フランス)

艾克斯-马赛大学（法国）