特定神経回路の機能を解析する新手法の開発と応用

分析特定神经回路功能的新方法的开发和应用

• 批准号: 18019048
• 负责人: 長谷川 良平
• 金额: $ 3.9万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18019048/
• 关键词: 神経回路; ニューロン; 上丘; ラット; サル; 眼球運動; 意思決定

哺乳類の行動発現機構を理解するためには,局所的な神経回路のみならず,脳領域間の機能的な神経結合を考慮に入れた統合的な研究が不可欠である。本研究の目的は,脳領域間をつなぐ投射線維によって構成される特定神経回路の働きを調べる統合的手法を開発することである。本年度は,眼球や定位運動の制御に関して大脳皮質からの多様な入力を受け取る上丘における意思決定機能の神経回路に着目して以下の2つの研究を行った。(1)課題難易度の異なる左右レバー選択課題におけるラット上丘の働き…ラット上丘が左右レバー選択課題において行う定位行動(首や体躯を左右のどちらかに向ける)に果たす役割を調べるために,上丘に対する電気刺激を行い,大脳皮質1次運動野に対する刺激と比較した。その結果,1次運動野に対する電気刺激が主として刺激と反対側の首の筋収縮を起こすものであるのに対し,上丘に対する電気刺激が対側方向への移動を伴う「まとまった」運動を誘発することを確認した。(2)眼球運動の実行/抑制の意思決定過程におけるサル上丘の働き…意思決定に関する脳内過程を視覚化・定量化できるように独自に開発した「仮想意思決定関数」が多次元脳内情報を扱えるように拡張し,上丘における多次元情報(刺激位置およびgo/no-go選択)をどの程度予測できるかを検証した。その結果,上丘では両者ともに関する脳内情報が反映されていること,かつ前者に関する予測が平均62ミリ秒後で可能なのに対し,後者に対する予測は平均150ミリ秒後となっており,同一ニューロン群内で2つの異なる情報が異なる時間において表現されていることがわかった。

Mammalian action mechanisms are understood in the context of local neurologic circuits and inter-domain functional neurologic integration. The purpose of this study is to develop a method for the integration of inter-domain projection dimensions into specific neural circuits. This year, we conducted the following two studies on the neural circuit of rational decision-making function in the upper colliculus, which is related to the control of eye and positioning movements and the receipt of multiple forces from the cortex. (1)The difficulty of the task is different from that of the left and right. The task is to select the middle line of the task. The positioning action (the first body is to the left and right) is to adjust the electrical stimulation of the upper colliculus, and the stimulation of the large cortex is to compare the first movement field. The first time the electric stimulation is applied, the first time the electric stimulation is applied, the second time the electric stimulation is applied. (2)Rational decision making process for eye movement execution/inhibition: visualization and quantification of internal processes related to rational decision making: independent development of "rational decision making correlation": multiple internal information (stimulus location and go/no-go selection): prediction of degree of change. As a result, the information in the upper hill is reflected in the middle of the test, and the former is estimated to be possible after an average of 62 seconds, while the latter is estimated to be possible after an average of 150 seconds. The information in the same group is different from the middle of the test.

项目成果

Neural Prediction of Multidimensional Decisions in Monkey SuperiorColliculus

猴子上丘多维决策的神经预测

• 发表时间: 2008
• 期刊: IEICE Transactions on Communication E91-B
• 作者: Hasegawa RP;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Single trial-based prediction of a go/no-go decision in monkey superior colliculus

• DOI: 10.1016/j.neunet.2006.05.035
• 发表时间: 2006-10
• 期刊: Neural networks : the official journal of the International Neural Network Society
• 作者: R. Hasegawa;Y. Hasegawa;M. Segraves

眼球運動の能動的抑制に関わる脳内機構

主动抑制眼球运动的大脑机制

• 发表时间: 2007
• 作者: Hasegawa RP;et. al.;長谷川 良平
• 通讯作者: 長谷川 良平

サル上丘における多次元意思決定に関する脳内過程の予測

猴子上丘多维决策相关大脑过程的预测

• 发表时间: 2007
• 作者: Hasegawa RP;et. al.;長谷川 良平;長谷川 良平
• 通讯作者: 長谷川 良平

The future of cognitive brain-machine interface (BMI)

认知脑机接口（BMI）的未来

• 发表时间: 2007
• 作者: Hasegawa RP;et. al.
• 通讯作者: et. al.