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記憶形成を促進する睡眠中の脳回路メカニズムの因果的解明

睡眠期间促进记忆形成的大脑回路机制的因果阐明

基本信息

批准号：
20H00521
负责人：
竹田真己
金额：
$ 29.04万
依托单位：
Kochi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00521/
关键词：
記憶睡眠 fMRI EEG tCS

项目摘要

睡眠中には、記憶の固定とよばれる起きている際に経験した事柄を長期記憶として貯蔵するための情報処理が行われていると考えられているが、いまだ全容解明されていない。我々は、記憶想起中に出現する周波数依存的な協調的脳活動が睡眠中にも再現（リプレイ）されることで記憶固定が促進されるとの仮説を立てた。本研究計画では、ヒトとサルにおいて、高い時空間スケールの脳活動計測と脳活動の位相に合わせたclosed-loop電流刺激法を組み合わせることで、この仮説を検証する。ヒト研究ではfMRIとEEGの同時計測による高い時空間分解能脳活動計測を実現し、サル研究では高密度ECoGによる脳活動計測を行う。記憶想起に関連する脳活動パターンの特徴を深層学習ニューラルネットワークにより同定する。睡眠中の脳活動から記憶想起脳活動パターンを検出し、closed-loop交流電流刺激を行うことで、睡眠後の記憶想起パフォーマンスが増大するか検証する。本研究により、睡眠時リプレイ活動の人為的ブーストを実現し、種横断的な睡眠時リプレイ活動の記憶固定に果たす役割を解明する。本年度は以下の成果を得た。fMRIとEEGの同時計測系による脳活動デコーディングに関する成果をまとめ論文を投稿中である。また、開発したclosed-loopシステムを用いて、睡眠時電流刺激の実験を開始した。実験はまだ完了していないが、現時点でのデータでは、刺激周波数の位相依存的に記憶パフォーマンスが変化することを示している。また、睡眠慣性を対象とした研究も進め、データをほぼ取り終わっている。さらに、サルを用いた共同研究がスタートし、まずはラットを用いた予備的試験を始めている。

In the middle of sleep, memory is fixed, and the process of long-term memory is complete. I remember that the frequency of occurrence depends on the coordination of sleep activity and memory fixation. This study aims to investigate the effects of closed-loop current stimulation on the measurement of activity in space and high altitude. In this study, simultaneous measurement of fMRI and EEG was performed using high spatial resolution energy and activity measurement. In this study, high density ECoG activity measurement was performed. Memory is related to the characteristics of the game. Activities such as memory recall and memory recall during sleep can be detected, and closed-loop AC current stimulation can be performed to verify that memory recall increases after sleep. This study aims to clarify the effects of artificial sleep activity on memory retention across multiple sleep cycles. The following results were achieved during the year. The results of simultaneous measurement of fMRI and EEG are presented in this paper. During sleep, current stimulation begins. In the case of memory, the number of stimulus cycles depends on the number of bits. Sleep inertia is the key to success. We will jointly study and prepare for the trial in the future.

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

An excitatory-inhibitory fronto-cerebellar loop resolves the Stroop effect

DOI：
10.1101/2022.01.18.476551
发表时间：
2022-01
期刊：
bioRxiv
影响因子：
0
作者：
Moe Okayasu;Tensei Inukai;Daiki Tanaka;Kaho Tsumura;Maho Hosono;Reiko Shintaki;Masaki Takeda;K. Nakahara;K. Jimura
通讯作者：
Moe Okayasu;Tensei Inukai;Daiki Tanaka;Kaho Tsumura;Maho Hosono;Reiko Shintaki;Masaki Takeda;K. Nakahara;K. Jimura

Spatial profile of representation of visual categories revealed by fMRIdeep neural decoding.

fMRI 深度神经解码揭示的视觉类别表示的空间轮廓。