感覚統合および運動変換における神経オシレーションの役割の解明

阐明神经振荡在感觉统合和运动转化中的作用

• 批准号: 22700437
• 负责人: 廣川 純也
• 金额: $ 2万
• 依托单位: National Institute for Basic Biology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22700437/
• 关键词: 神経オシレーション; 感覚統合; 上丘; 慢性記録; 感覚運動変換; 大脳皮質; 二次視覚野; チャネルロドプシン

感覚情報の統合および運動出力の過程における上丘の機能的役割を研究し上丘神経細胞のオシレーションが動物の反応速度を規定することを発見した。実験動物としてラットを用い視覚と聴覚情報の統合を動物の反応速度によって推定できる行動課題を学習させた。この動物の上丘にテトロード電極を慢性的に埋め込み、行動課題遂行中の単一神経活動および局所電場電位を計測した。その結果、動物の反応速度は左右の上丘の活動のバランスに規定され感覚情報の統合はこのバランスを大きく傾けることによって反応速度を促進していることを見出した(論文投稿中)。また上丘の局所電場電位がこの課題遂行中にθレンジの周波数で振動しており、この振動の周波数に対して適切なタイミングで神経スパイクが発生することによって動物はより素早く反応できることを見出した。神経活動と行動の因果関係を明らかにするためラットにおいてレンチウイルスを用いたチャネルロドプシン遺伝子の感染系および、光刺激によって神経活動を制御する実験系を確立した。チャネルロドプシンまたは電気刺激実験により大脳皮質視覚野の活性化が上丘の神経活動に影響し感覚情報の統合を模倣することを発見した。この結果はこれまで全く知られていなかった上丘での神経活動の振動が感覚情報の統合および感覚運動変換において重要な役割を果たすことを示唆している(論文投稿準備中)。この内容は第40回の北米神経学会および包括脳ネットワークワークショップにおいて発表した。

我们研究了上丘丘在感觉信息整合和运动输出过程中的功能作用，发现上丘神经元的振荡定义了动物的反应速率。将大鼠用作实验动物，以学习行为任务，从而可以根据动物的反应速率估算视觉和听觉信息。将四极电极长期嵌入动物的上丘中，并在行为任务性能过程​​中测量单个神经活动和局部电场电位。结果，我们发现动物的反应速率是在两侧的上部丘中的活性平衡中定义的，而感官信息的整合通过显着倾斜这种平衡来促进反应速率（纸张​​提交）。此外，我们发现，上丘的局部电场电位在此任务过程中以θ范围的频率振动，并且动物可以通过在适当的时机上产生神经尖峰来更快地响应这种振动的频率。为了阐明神经活动与行为之间的因果关系，使用慢病毒和一种通过慢病毒和通道旋转基因感染的系统以及在大鼠中通过光刺激来调节神经活动的实验系统。通道Rhopopsin或电刺激实验发现，皮质视觉皮层的激活会影响上丘的神经活动，并模仿感觉信息的整合。该结果表明，上colliculus中神经活动的先前未知的振荡在感觉信息和感觉运动转化的整合中起着重要作用（为提交纸张做准备）。该内容是在北美神经病学学会和综合大脑网络研讨会上介绍的。

项目成果

Neuronal oscillation and sensory-motor integration

神经元振荡和感觉运动整合

• 发表时间: 2010
• 作者: J.Hirokawa;O.Sadakane;S.Sakata;Y.Sakurai;T.Yamamori.
• 通讯作者: T.Yamamori.