意識と無意識状態における脳内の情報伝播

有意识和无意识状态下大脑中的信息传播

• 批准号: 15F15048
• 负责人: 高橋 宏知
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-10-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15048/
• 关键词: 脳; 電極; 聴覚野; 視床; 意識; 聴覚; 誘発電位; 電気計測; 行動実験; 新皮質; 微小電極アレイ; 神経活動

本研究では，視床・聴覚野を同時計測し，意識的な知覚に関わる神経活動の特徴を調べることを目的とした．当初の計画では，聴知覚を報告できるように，ラットにレバー操作を学習させ，意識にのぼった刺激と意識にのぼらなかった刺激に対する視床・聴覚野の神経活動を調べようと考えた．実際に，ラットが聴知覚を報告できるような行動実験系は構築できたが，視床・聴覚野を同時計測しながらの行動実験は，技術的な問題から実現できなかった．そこで，迷走神経刺激 (VNS) による視床・聴覚野の神経活動の変化を調べることにした．なお，VNSは，セロトニン系やノルアドレナリン系を賦活し，覚醒作用を含む広範な調整作用を及ぼすと考えられている．生理実験では，大脳皮質の平面方向と深さ方向の神経活動に加え，皮質と視床を同時計測した．視床の聴覚中枢の内側膝状体は，一次聴覚野から脳表に対して垂直に5 mm刺入すればアクセスできる．刺入型電極に加え，脳表の神経活動を計測する表面電極アレイの基板上に穴を設け，刺入型電極アレイを通すことで，聴覚野の３次元的な計測と聴覚野・視床の同時計測を実現した．VNSの刺激では，パルス幅が130 µs，電流値が0.5 mAの，2相性の電流パルスとした．この電流パルスを，5分ごとに，10 Hzの頻度で300回，すなわち30秒間提示して，迷走神経を刺激した．VNS中の音刺激は，5分間の休止時間に提示した．麻酔下のラットに対して，聴覚野・視床における音に対する反応をVNS作動中と非作動中とで比較した．その結果，皮質表層 (1～3層) での誘発反応は亢進したが，皮質深層 (5/6層)や視床ではVNSの効果は認められなかった．このような層特異的な反応は，VNSによる音の識別・検出機能の向上に関わると考えられる．

This study で は, depending on the bed, hearing the wild を し meter test at the same time, the consciousness of な know 覚 に masato わ る god の 経 activity, 徴 を adjustable べ る こ と を purpose と し た. の original plan で は, 聴 覚 を report で き る よ う に, ラ ッ ト に レ バ ー operation を learning さ せ, consciousness に の ぼ っ た stimulus と consciousness に の ぼ ら な か っ た stimulus に す seaborne る depending on the bed, hearing the wild の god 経 activities, を べ よ う と exam え た. Be interstate に, ラ ッ ト が 聴 know 覚 を report で き る よ う な action be は 験 department building で き た が, depending on the bed, hearing the wild を simultaneously measuring し な が ら の action be 験 は, technical problem of な か ら be presently で き な か っ た. Youdaoplaceholder0 べる で で, vagabolic Shinto stimulation (VNS) による viewbed · 聴覚 wild chal Shinto activity <e:1> variation を modulation べる べる とに た た た. な お, VNS は, セ ロ ト ニ ン department や ノ ル ア ド レ ナ リ ン を fu live し, contains 覚 wake effect を む hiroo fan can adjust な を and ぼ す と exam え ら れ て い る. Physiological be 験 で は, big 脳 cortex の plane direction と deep さ direction の god 経 activity に え, cortex と を depending on the bed at the same time measuring し た. Depending on the bed の hearing central の medial geniculate body は, a hearing wild か ら 脳 table に し seaborne て vertical に 5 mm Pierce す れ ば ア ク セ ス で き る. Pierce type electrode に え, 脳 table の god 経 activity を measuring す る surface electrode ア レ イ の substrate に den を け, Pierce type electrode ア レ イ を tong す こ と で, hearing wild の 3rd dimensional な measuring と hearing, wild の depending on the bed at the same time, measuring を be presently し た. VNS <s:1> stimulation で, パ が ス ス amplitude が130 &micro; s, current value が0.5 mA, two-phase <s:1> current パ た スと スと た た. こ の current パ ル ス を, 5 ご と に, 10 Hz の frequency で back to 300, す な わ ち 30 seconds between tip し て, vagus god 経 を stimulus し た. In the VNS, the <s:1> sound stimulation に, and the 5-minute <s:1> pause time に indicates the た. Under the hemp 酔 の ラ ッ ト に し seaborne て, hearing wild, depending on the bed に お け る sound に す seaborne る anti 応 を と VNS actuation in actuation of と で compare し た. そ の as a result, the cortical surface layer (layer 1 ~ 3) で の 発 lure the 応 は hyperthyroidism し た が, deep cortex (5/6) や depending on bed で は VNS の unseen fruit は recognize め ら れ な か っ た. The <s:1> ような ような layer has a specific な anti-応 えられる, and the VNSによる sound <s:1> recognition · 検 output function <e:1> is related to the に わると examination えられる.

项目成果

続 メカ屋のための脳科学入門 : 記憶・学習/意識編

机械师脑科学继续介绍：记忆/学习/意识版

• 发表时间: 2017
• 作者: Makizako H;Liu-Ambrose T;Shimada H;Doi T;Park H;Tsutsumimoto K;Uemura K;Suzuki T.;高嶋淳;高橋 宏知
• 通讯作者: 高橋 宏知

The speed of Metacognition

元认知的速度

• 发表时间: 2016
• 作者: Kaunitz L.;Cohen D.;Koenig-Robert R.;Tsuchiya N
• 通讯作者: Tsuchiya N

Late EEG responses are absent for conscious but task-irrelevant stimuli

对于有意识但与任务无关的刺激，不存在晚期脑电图反应

• DOI: 10.1523/jneurosci.3645-15.2016
• 发表时间: 2016
• 期刊: The Journal of Neuroscience
• 作者: Navajas;J.;and Kaunitz L
• 通讯作者: and Kaunitz L

Vagus Nerve Stimulation Increases Multi-unit Activity in Superficial Layers of Rat Auditory Cortex

迷走神经刺激增加大鼠听觉皮层浅层的多单位活动

• 发表时间: 2017
• 作者: Lisandro Kaunitz;Tomoyo I. Shiramatsu;Rie Hitsuyu;Kenji Ibayashi;Kensuke Kawai;Hirokazu Takahashi
• 通讯作者: Hirokazu Takahashi

モナシュ大学(オーストラリア)

莫纳什大学（澳大利亚）