霊長類高次視覚野に実装された動き処理と錯視に関わる神経回路の解明

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本研究の目的は、非ヒト霊長類（マーモセット）のMT/MST野に2光子カルシウムイメージングを適用し、運動残効の神経細胞基盤を同定すること、および、特に予測的情報処理という観点から運動残効の神経回路メカニズムを解明することである。この目的を達成するために、初年度は具体的に以下の研究を実施した。ヒトの磁気共鳴機能画像法（fMRI）を用いた先行研究から、運動残効が知覚されるタイミングでMT/MST野の血流シグナルが上昇することがわかっていた。しかしながら、fMRIでは単一細胞の活動を観察することができないため、運動残効の神経細胞基盤は未解明である。そこで本研究では、非ヒト霊長類（マーモセット）を対象に、MT/MST野の2光子カルシウムイメージングを用いて運動残効の神経細胞基盤を調べた。マーモセットのMT/MST野の2/3層の神経細胞にカルシウム指示タンパク質であるGCaMPを発現させ、2光子イメージングを行った。2光子イメージングでは、800ミクロン四方の観察領域の中で、500個から1000個程度の神経細胞の活動を記録することができた。個々の神経細胞の活動動態を解析した結果、視覚刺激終了後に一過性の応答を示す神経細胞集団を見つけることができた。さらに、この刺激後応答が運動残効と同じ特徴を持つか調べるために、刺激後応答の方向選択性を調べたところ、運動残効と同様に提示した視覚刺激と逆向きの方向を符号化していることがわかった。また、細胞集団からの動き方向のデコーディング解析からも典型的な運動残効の知覚と同様の結果が得られた。これらのことから、MT/MST野の刺激後応答と運動残効の関係性が示唆された。