Investigation of single-neuron arithmetic

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本研究の目的は数的演算に関わる神経機構を同定し、その表現様式を明らかにすることである。数的演算課題遂行中のサルの背側運動前野より単一神経細胞活動を記録し、１２５個の演算関連細胞を同定することができた。演算を表現する細胞の表現様式として、演算専属的に足し算、引き算をコードしている可能性(演算専属細胞仮説)、あるいは既存のシステムを再利用して、演算のコードをしている可能性(リサイクル仮説)を検討した。その結果、演算関連細胞の８1％が時系列の中で演算情報と手の左右の情報を共にコードしていることが分かった。一方、演算専属細胞は１３％にすぎず、リサイクル仮説を支持する結果であった。多くの演算細胞が時系列で演算から手の左右、手数にコードを変えていることが分かった。この結果を受けて、さらに足し算、引き算の演算と手の左右の情報の結びつきがランダムであるのか、偏りがあるのかを検討した。演算と手の左右の情報を同時にコードしている演算細胞を解析した結果、右手関連細胞では過半数の細胞が足し算をコードし、左手関連細胞では過半数の細胞が引き算をコードしていることがわかった。これは大きい数が右、小さい数が左という、メンタルナンバーラインを彷彿させる結果であり、興味深い結果である。人間のfMRIの研究では右の眼球運動に関わる脳活動から足し算、左の眼球運動関連活動から引き算を予測できるとする過去の報告があり、同様の予測がサルの運動前野の細胞活動でも可能であるか、引き続き検討したい。