大脳皮質運動野のベータ脳波は知覚情報を表現するか

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大脳皮質の運動野の神経活動は実際の運動と密接な関係があり，運動制御に直接的な役割を果たすと考えられてきた．一方で運動野で特徴的に観測されるベータ波については視覚刺激応答がある事実から何を表現するのか不明な点が多い．本課題ではベータ波発生時に大脳皮質運動野を刺激した場合の神経・行動応答を記録することでベータ波の生理学的意味を明らかにする．刺激の有無に応じた応答を比較し，ベータ波の生理学的意味の一つとして大脳皮質における機能領域部位に依存しない脳の柔軟な情報表現を提案する．逐次的な本研究計画において設定された実験動物(サル)の課題訓練とウイルスベクターの製作を終了し，中間目標を当該年度において達成した．サルはベータ波が特徴的に発生する運動準備期間に視覚刺激を提示され，視覚刺激の別に応じた行動を要求される弁別課題を習得した．ウイルスベクターは光感受性タンパクを発現させる光遺伝学ツールで神経刺激に使用される．以上から研究実施計画における実験準備を完了した．また神経刺激を伴わない過去に記録されたデータを詳細に解析したところ視覚刺激に応じたデルタ・シータ波帯域位相と高ガンマ波振幅の同期(Phase-Amplitude Coupling,PAC)を発見した．PACは潜在的な注意に関与する前頭眼野と運動計画の役割を担う運動前野において，運動準備期間中の視覚提示刺激に対して一過性に出現した．本結果は注意を伴う視覚情報を運動計画に変換する機構が皮質領域間を横断して並列的に存在する可能性を示唆する．振動的神経活動による皮質機能領域を交差する並列的な神経情報処理は，本申請における振動的神経活動による脳の柔軟な情報表現の提案として全脳的視点からの大局的支持となる．