タイミングの学習と制御の脳内機構の解明

研究1「時間情報(シングルイベント)処理機構の解明」(サルを用いた電気生理実験)[目的]タイミング制御課題において、発火頻度がビルドアップする活動が報告されている。先行研究から示唆された「1秒未満の制御は小脳が、1秒より長い時間は基底核が担う」という仮説を実験的に検証した。[方法]サルに、正解時刻を予測して自発的なタイミングで眼球運動するSelf-timed課題を訓練した。4種類の正解時刻(400-2400ミリ秒、10試毎ブロック)は試行毎にフィードバックされる。課題中の小脳歯状核の活動を生理学的手法で調べた。[結果]全てのタイミングにおいて運動直前の約800ミリ秒だけでビルドアップ活動を示す細胞群を発見した。タイミング特異的活動はほとんど無かった。そのため仮説は「1秒より長い時間は基底核と小脳が担う」と修正すべきと示唆される。記録部位の電気刺激は、全てのタイミングで反応時間を促進した。これも小脳が400-2400の時間の生成に役立つことを示唆する。[特色]上述の仮説は複数の研究のまとめとして提案されたもので、実験的に検証したのは本研究が初めてであり、仮説への修正を迫る結果を得た。J.Neurosci.に投稿準備中である。研究2「リズム情報処理機構の解明」(ヒトを用いた心理物理実験)[目的]これまでの研究から、短い刺激間隔での欠落検出に小脳外の機構が関与すると示唆された。ヒトの心理実験から二つの検出機構の特性を解明した。[結果]障害の二重乖離の条件を発見した。それにより、欠落検出が、短い刺激間隔では繰返し刺激を連続音とみなしてその休止により、長い条件では一拍ごとのタイミング予測によりなされることを示唆された。[特色]本研究は、リズム研究における刺激間隔の下限(約200ミリ秒)を初めて指摘した。Nature Neuroscienceに投稿準備中である。

研究1「時間情報(シングルイベント)処理機構の解明」(サルを用いた電気生理実験)[目的]タイミング制御課題において、発火頻度がビルドアップする活動が報告されている。先行研究から示唆された「1秒未満の制御は小脳が、1秒より長い時間は基底核が担う」という仮説を実験的に検証した。[方法]サルに、正解時刻を予測して自発的なタイミングで眼球運動するSelf-timed課題を訓練した。4種類の正解時刻(400-2400ミリ秒、10試毎ブロック)は試行毎にフィードバックされる。課題中の小脳歯状核の活動を生理学的手法で調べた。[結果]全てのタイミングにおいて運動直前の約800ミリ秒だけでビルドアップ活動を示す細胞群を発見した。タイミング特異的活動はほとんど無かった。そのため仮説は「1秒より長い時間は基底核と小脳が担う」と修正すべきと示唆される。記録部位の電気刺激は、全てのタイミングで反応時間を促進した。これも小脳が400-2400の時間の生成に役立つことを示唆する。[特色]上述の仮説は複数の研究のまとめとして提案されたもので、実験的に検証したのは本研究が初めてであり、仮説への修正を迫る結果を得た。J.Neurosci.に投稿準備中である。研究2「リズム情報処理機構の解明」(ヒトを用いた心理物理実験)[目的]これまでの研究から、短い刺激間隔での欠落検出に小脳外の機構が関与すると示唆された。ヒトの心理実験から二つの検出機構の特性を解明した。[結果]障害の二重乖離の条件を発見した。それにより、欠落検出が、短い刺激間隔では繰返し刺激を連続音とみなしてその休止により、長い条件では一拍ごとのタイミング予測によりなされることを示唆された。[特色]本研究は、リズム研究における刺激間隔の下限(約200ミリ秒)を初めて指摘した。Nature Neuroscienceに投稿準備中である。