自由選択における前頭連合野神経回路網の動態の解明

阐明自由选择过程中额叶关联神经网络的动力学

基本信息

批准号：
11J07155
负责人：
望月圭
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J07155/
关键词：
自由選択

项目摘要

本年度は、前年度までに引き続き単一神経細胞活動および局所フィールド電位(LFP)の記録を継続し、計2頭の被験体からのデータ取得を行なった。また行動データ・神経活動データの双方について、学会等においてその成果を公表した。神経活動記録では、自由選択による記憶誘導性眼球運動課題遂行中のサル前頭連合野から単一ニューロン活動を記録し、十分なサンプルサイズを得た。解析の結果、前年までの実験から得られたのと同様の結論が確認された。すなわち、空間位置情報を表象する前頭連合野ニューロンの活動は、サル自身が眼球運動方向を選択する以前にゆらいでおり、その偶然のゆらぎによって強く表現された空間位置が選択される傾向にあった。この結果は2013年6月に行なわれた日本神経科学大会において発表した。これに加え、自由選択課題における2つの刺激の配置関係の影響を検討したところ、2つの刺激が同じ半視野内に存在すると、両者のあいだで先行する活動状態の偶然のゆらぎが生じにくく、それに起因する選択予測性の活動も小さくなることがわかった。課題遂行中のLFPの解析からも、2刺激が同側半視野に存在する場合には、選択遂行中に観察される中間β帯のLFPが刺激呈示以降の長い期間持続しており、この刺激条件において2つの空間位置表象間の競合により長くの時間がかかっていることが示唆された。この結果は2013年8月に行なわれた平成25年度包括脳ネットワーク夏のワークショップにて発表し、若手優秀発表賞を受賞した。一方、課題遂行中のサルの選択パターンを行動学的に検討したところ、過去の試行においてある空間位置への眼球運動反応を「強制されたこと」と「自ら選択したこと」とが、それぞれ、現在の試行においてその方向の選択を抑制/促進する相反する履歴効果をもたらすことがわかった。同様の傾向は強化学習モデルを用いた解析においても確認された。

今年，我们继续像前一年一样记录单个神经元活动和局部场电位（LFP），并从总共两个受试者中获取数据。我们还在学术会议上公布了行为数据和神经活动数据的结果。为了记录神经活动，在自由选择记忆引导的眼动任务中记录了猴子额叶联合皮层的单个神经元活动，并获得了足够的样本量。分析结果证实了与去年的实验得出的结论相同的结论。也就是说，在猴子自身选择眼球运动方向之前，代表空间位置信息的额叶联合皮层神经元的活动就发生了波动，而这种机会波动所强烈代表的空间位置往往会被选择。这些结果在2013年6月举行的日本神经科学会议上公布。此外，我们研究了自由选择任务中两个刺激的排列的影响，发现当两个刺激存在于同一半视野内时，它们之间先前活动状态的机会波动不太可能发生。还发现可预测性活动较小。对任务执行过程中 LFP 的分析还表明，当同侧半视野存在两种刺激时，选择过程中观察到的中间 β 带中的 LFP 在刺激呈现后持续很长一段时间；这表明在这种情况下，两者之间存在竞争。空间位置表示需要更长的时间。这些成果在2013年8月举行的2013年综合脑网络夏季研讨会上发表，并荣获杰出青年演讲奖。另一方面，当我们在行为上检查猴子在执行任务时的选择模式时，我们发现在过去的试验中被迫对某个空间位置做出眼动反应并自己选择它，我们发现这产生了相反的历史效应，抑制/促进了当前试验中该方向的选择。使用强化学习模型的分析也证实了类似的趋势。