多領域細胞神経活動から抽出された広域ダイナミクスによる探索行動の基盤解明

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動物の知性が様々な形で現れる探索行動を支える神経基盤を探ることを目的として、仮想現実環境下で探索行動を行うラットの多領域多細胞の神経活動を記録し、その背後にあるダイナミクスを抽出し、神経活動ダイナミクスと動物行動やその背景にある計算論的パラメーターとの関係性を明らかにしようとしている。研究実施計画に従い、本年度は、麻酔下・安静下での大脳皮質・視床・線条体など複数の脳領域での多細胞活動を記録して、これを解析した。細胞外記録はニューロピクセル電極とSpike GLXによって計測し、KilosortとPhyでユニットとして分離した。大脳皮質・視床・線条体のユニット記録に対して、昨年度までに開発したRNNモデルを当てはめている。また相互相関関数によって、大脳皮質ユニットと線条体ユニットの相互関係を解析した。仮想現実環境の構築も進めている。ラットを実際に仮想環境下で歩かせるためのハーネスの検討を行った。仮想環境のハードウェアはほぼ完成してきたので、探索行動を行わせるソフトウェアの開発に進んでいる。また、年度途中から行動中の動物での大脳皮質・線条体記録も開始した。さらに、実験に用いているLong-Evansラットについて、一般的に使われているWistarラットの脳アトラスから脳梁の形態に関して若干の乖離を見出したため、これについて複数の動物を用いてアトラスを作成して、形態の測定を行った。この結果として、ラット前脳アトラスを研究所紀要に発表した。