Neural mechanism of updating short-term memory during oculomotor n-back task in monkeys

猴子动眼神经回任务期间更新短期记忆的神经机制

• 批准号: 22K19476
• 负责人: 田中 真樹
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19476/
• 关键词: 作業記憶; 中央実行系; 消去; n-back; 前頭連合野; 眼球運動; 非ヒト霊長類; ワーキングメモリ; 短期記憶

作業記憶は前頭連合野を主座とし、記憶を貯蔵する下位システムと情報の統合・操作を行う中央実行系に分けられる。短期記憶の神経表象は遅延期間中の持続的な活動として古くから報告があるが、記憶を更新・消去する際に前頭連合野ニューロンがどのような活動を示すのか明らかではない。本研究では、サルに眼球運動を用いたn-back課題を訓練し、これを調べる。また、記憶の更新に関わる脳部位の電気刺激を行い、n-back課題中の忘却を生じさせることを試みる。実験に用いているn-back課題ではサルが画面中央の固視点を見ている間に、短い遅延期間をはさんで周辺視野に手がかり刺激を次々に提示する。固視点の形が▲または×の場合は、固視点が消えた後に直前の手がかり刺激の場所に向かって眼を動かすと報酬が与えられる（1-back条件）。固視点が◆または☆の場合は、ふたつ前の手がかり刺激の場所が正解となる（2-back条件）。前者の条件ではサルは最新の手がかり刺激の場所のみを覚えておけばよいが、後者の条件では連続した２か所の記憶を順にアップデートする必要がある。令和4年度末までに3頭のサルの外側前頭前野から150個を超える課題に関連したニューロンを記録している。また2頭の記録部位に微小電気刺激を行い、サルの行動への変化を調べている。これらのデータの一部については、令和4年度に学会発表することができた。今後は実験を継続しながらさらなる解析を進めるとともに、論文発表に向けた準備に着手する。また、これまでの実験に加えて新たに記録部位の不活化の影響を調べるとともに、多点電極を刺入して局所場電位（LFP）の記録を行うことを予定している。

工作记忆分为一个较低的系统，该系统存储内存和中央执行系统，该系统主要在额叶关联中集成和操纵信息。长期记忆的神经表示早已报道是在延迟期间的持续活动，但尚不清楚额叶关联神经元在更新和擦除记忆时表现出什么活性。在这项研究中，我们训练猴子使用眼动进行N折任务并进行调查。此外，我们试图对内存更新中涉及的大脑区域进行电刺激，以导致N-BACK任务期间的遗忘。在实验中使用的N背折任务中，猴子着眼于屏幕中心的固定点，而提示刺激在外围视觉中又一个接一个地呈现，并以短延迟时间为单位。如果固定点是▲或×，则在固定点消失之前将眼睛移向提示刺激的位置（1背折叠条件），则会获得奖励。如果固定点是◆或☆，则正确的答案是前一个（2折叠条件）的提示刺激的位置。在前一种情况下，猴子应该仅记住最新的提示刺激的位置，但是在后一种情况下，必须按顺序更新两个连续的记忆。到2022财政年度末，已经从三只猴子的前额叶皮层中记录了150多个与任务相关的神经元。还在两个记录位点上进行了微电刺激，以研究猴子行为的变化。其中一些数据是在2022年的学术会议上介绍的。将来，我们将继续进行进一步的分析，同时继续进行实验，并开始为发表论文的发表准备。除了先前的实验外，我们计划研究记录位点失活的影响，并通过插入多点电极来记录局部场电位（LFP）。

项目成果

カンデル神経科学 第2版第35章「視線の制御」

坎德尔神经科学第二版第35章“凝视控制”

• 发表时间: 2022
• 作者: Okada Ken-ichi;Takeya Ryuji;Tanaka Masaki;田中真樹（邦訳）
• 通讯作者: 田中真樹（邦訳）

Nicotine promotes the utility of short-term memory during visual search in macaque monkeys

尼古丁促进猕猴视觉搜索过程中短期记忆的效用

• DOI: 10.1007/s00213-022-06186-6
• 发表时间: 2022
• 期刊: Psychopharmacology
• 影响因子: 3.4
• 作者: Sawagashira Ryo;Tanaka Masaki
• 通讯作者: Tanaka Masaki