視覚意識の定量化と脳内ネットワークにおける情報表現の解明

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意識や主観的体験に関わる脳回路・複数脳領域のインタラクションについては、いまだ不明な点が多い。主観的体験の発生に寄与する脳神経基盤を明らかにするため、げっ歯類（マウス）を用いた実験を行った。本研究計画では、ヒト研究で示唆された、運動野(M1)の情報が頭頂葉(PPC)に送られ、行動主体感が生成されるという仮説を、マウス実験で検証した。(1)ファイバーフォトメトリを用いた神経活動記録実験：ファイバーフォトメトリの装置のセットアップ、カルシウムセンサ発現のために用いるウイルス種の選定、機材による記録の妥当性を検討するための予備実験を経て、行動課題実行中の脳活動記録を行った。その結果、PPCの活動が、レバー押し強度と関連していることが明らかになり、PPCが運動情報の処理に関わっていることが機能的に示された。(2)オプトジェネティクスによる脳活動操作実験：前年度までに、M1-PPC回路終末部分の活動を、オプトジェネティクス(Arch, Jaws)によって抑制することで、レバー押し時間が上昇することが明らかになった。本年度は、前年度実験の再現実験、行動変化効果量を大きくするための実験条件の検討に加え、M1-PPC回路終末部分の活性化実験、PPC全体の抑制実験を行った。その結果、 (1) M1-PPC回路終末部分の活性化実験では、M1-PPC回路終末抑制実験とは逆に、レバー押し時間が短くなる(2) PPC全体の抑制を行うと、レバー押し時間は変わらないが、レバー押し行動の成功率が低下する　という2つの知見が得られた。これらの結果は、M1からPPCに運動に関わる信号が送られることで、レバー押し感覚が生成され、PPCはレバー押し感覚発生に関わる閾値の保持に関与すると解釈できる。今後、これまで得られた結果をまとめ、学術論文として発表を行う予定である。