ニホンザル道具使用学習を担う頭頂葉皮質神経回路形成を制御する脳内遺伝子の発現様式

日本猕猴大脑中控制顶叶皮层神经回路形成的基因的表达模式，该神经回路负责日本猕猴的工具使用学习

• 批准号: 13035011
• 负责人: 入來 篤史
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13035011/
• 关键词: サル; 高次脳機能; 道具使用; 神経栄養因子; 神経投射; 多種感覚統合; ニホンザル; 頭頂葉; 遺伝子発現

身体部位の空間的位置の脳内表象である身体像は、体性感覚と視覚情報を組み合わせることで形成される。我々はこれまでの電気生理学的手法を用いた研究から、ニホンザルの熊手型道具使用が引き起こす身体像変化(手の身体像が道具の先端にまで延長する)に対応すると思われる神経細胞レベルでの応答変化を示している。また、この身体像変化は視覚反応性の獲得を基盤に持つことを示唆する結果を得ている。本研究では、分子生物学的手法を用いて、身体像変化のもととなる視覚反応性獲得の分子的基盤を明らかにすることを目的とした。頭頂間溝前壁では道具使用学習により、神経可塑性への関与を示されている。zif-268やBDNFなどの発現量が増加することを見いだした。これらの発現量増加は道具使用学習時期にのみ見られ、道具使用を既に獲得したサルが実験群と同様に道具使用を行っても見られなかった。すなわち、上記遺伝子発現は道具使用の遂行ではなく、学習に依存して発現が刺激されていたことになる。さらに、道具使用訓練を受けたサルと対照動物のそれぞれに逆行性・順行性トレーサーをすることで、道具使用訓練により頭頂間溝前壁への神経投射を増加する脳領域を解析した結果、視覚関連領野からの投射が増加していた。これらのことから、道具使用訓練によって視覚野から頭頂葉体性感覚野への投射が増えることが、道具が手の延長のように感じる内観をもたらす身体像変化の基盤であるとの示唆を得た。

The spatial position of the body part is represented by the body image, the body sensation and the visual information. The study of electrophysiological methods used in this field shows that the body image of the hand is transformed by the use of the bear-shaped tool. The body image changes, the visual reflection and the acquisition of the base plate, and the results are obtained. This study aims to use molecular biology techniques to obtain molecular substrates for imaging and visualization. The front wall of the parietal sulcus shows the relationship between the use and learning of props and the plasticity of the brain. zif-268 The amount of BDNF generated has increased. The amount of discovery increases, and item usage increases. In addition, it is necessary to remember that the development of learning depends on the implementation of learning and stimulation. In addition, the use of props training increased the number of retrograde and anterograde projections in the anterior parietal sulcus of the animals. For example, if you want to use the prop, you can use the prop to extend the hand.

项目成果

Ishibashi, H. et al.: "Tool-use learning selectively induces expression of brain-derived neurotrophic factor, its receptor trkB, and neurotrophin 3 in the intraparietal multisensory cortex of monkeys"Cognitive Brain Research. (In press).

Ishibashi, H. 等人：“工具使用学习选择性诱导猴子顶内多感觉皮层中脑源性神经营养因子、其受体 trkB 和神经营养蛋白 3 的表达”认知脑研究。

Ishibashi H, Obayashi S, Iriki A: "Cortical mechanisms of tool use subserved by multisensory integration"MIT Press (in press). (2003)

Ishibashi H、Obayashi S、Iriki A：“多感官整合促进工具使用的皮质机制”麻省理工学院出版社（正在出版）。

Hihara S, Obayashi S, Iriki A: "Rapid learning of multiple-tool usages by macaque monkeys"Physiology and Behavior. (in press). (2003)

Hihara S、Obayashi S、Iriki A：“猕猴快速学习多种工具的使用”生理学和行为。

Obayashi S, Suhara T, Kawabe K, Okauchi T, Maeda J, Nagai Y, Iriki A: "Fronto-parieto-cerebellar interaction associated with intermanual transfer of monkey tool use learning"Neuroscience Letters. (in press). (2003)

Obayashi S、Suhara T、Kawabe K、Okauchi T、Maeda J、Nagai Y、Iriki A：“与猴子工具使用学习的手动转移相关的额顶小脑相互作用”神经科学快报。

Obayashi S, Suhara T, Maeda J, Nagai Y, Hihara S, Iriki A: "Macaque prefrontal activity associated with extensive tool use"Neuroreport. 13. 2349-2354 (2002)

Obayashi S、Suhara T、Maeda J、Nagai Y、Hihara S、Iriki A：“猕猴前额叶活动与广泛使用工具相关”神经报告。