Neural mechanism of attention based on the structure of the thalamic reticular nucleus

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視床核での感覚情報処理、及び、視床と大脳皮質が構成するループ回路の動作を制御する視床網様核で感覚細胞の活動特性を調べ、注意や知覚の神経機構の解明に取り組んでいる。当該年度では、高次脳機能（Top-downの内的要求）が、視床網様核を介して視床核の感覚情報処理に影響し、注意や知覚を制御し得る神経機構について、麻酔した動物（ラット）で、大脳皮質前頭前野の活性化が視床網様核細胞の感覚（聴覚と視覚）反応に及ぼす影響を調べた結果をまとめ、国際専門誌に投稿した。内容修正が示唆され、追加実験（脳波記録による脳状態の評価）を施行、論文を修正し、再投稿中である。結果は、大脳皮質前頭前野の活性化が視床網様核の聴覚、あるいは、視覚細胞の活動を修飾することを示した。修飾は、特定種の感覚情報を主に処理する１次の感覚視床核、あるいは、複数種の感覚情報を報酬や情動に関連して処理する高次の感覚視床核に投射する２種類の視床網様核細胞のいずれにもあり、大脳皮質前頭前野からの高次脳機能の作用が視床網様核を介して視床および視床-大脳皮質ループ回路の感覚情報処理に広く影響し得る。大脳皮質の聴覚及び視覚野で記録した脳波に大脳皮質前頭前野の活性化の影響を認めず、大脳皮質前頭前野は大脳皮質下（大脳基底核）を経路として視床網様核に影響する。結果は、これまでの研究で明らかにした視床網様核での感覚入力（Bottom-upの情報）の干渉にTop-downの情報要素が作用し、注意や知覚を柔軟に制御する神経機構の存在を示唆する。体性感覚の情報処理に機能が特化するとされる１次視床核（後外側腹側核）の細胞活動に対する聴覚と視覚の影響を調べる実験は終了し、現在、論文を作成中である。結果は、聴覚と視覚刺激が体性感覚の１次視床核細胞の活動を修飾することを示し、感覚種に関係無く、１次の視床核で異種感覚の情報統合があることを示唆する。