A cortical recurrent input triggering somatosensory perception

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数ある知覚研究の中で、知覚が生じる神経機序の解明は最も根本的な問題である。この問題を解決するためには、知覚と因果関係をもつ神経活動を突き止めなければならない。知覚の理論的研究より、知覚生成には反響入力による感覚野の活性化が関与すると提唱されている。この仮説は長らく注目されてきたが、その検証には複雑な反響回路を特異的に制御する技術の開発を待つしかなかった。申請者は、マウスが微弱な触覚刺激を給水口を舐めることで報告する触知覚検出課題を立ち上げた。さらに近年発展を遂げた光遺伝学の手法を応用することで、マウスの一次体性感覚野(S1)と二次運動野(M2)を連絡する反響入力の神経活動を制御し、その活動と知覚行動に因果関係があることを明らかにしていた。そこで、本研究は先行研究を基盤とし、知覚過程における反響入力の動態と機能を解析する。まず、電気生理学的な手法を用いて、反響入力に関わるS1およびM2領域の神経活動を明らかにする。特に、刺激を検出した試行としなかった試行においてどのような神経活動に差があるかどうかに注目する。その上で、反響入力を構成するS1→M2軸索(ボトムアップ入力)とM2→S1軸索(トップダウン入力)の活動に因果関係があることを二光子顕微鏡と光遺伝学的手法を組み合わせて検証する。最後に、トップダウン入力が、S1にある5層錐体細胞の樹状突起を活性化することで知覚が生じる可能性を検証し、反響入力による知覚生成の神経機序の解明を目指す。