Functional role of the macaque frontopolar cortex for 'thought experiment' during sleep and awake resting state

猕猴额极皮层在睡眠和清醒休息状态下“思维实验”的功能作用

基本信息

批准号：
22K18665
负责人：
宮本健太郎
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
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-22K18665/
关键词：
前頭極睡眠反実仮想思考実験霊長類メタ認知マカクザル

项目摘要

睡眠時・安静覚醒時にはマインドワンダリングと呼ばれるタスクの計画・実行に従事しない期間がある。ぼんやりしていると形容される状態であるが、顕著に脳活動が増大する脳領域も存在する。本研究は、この期間が思考実験に相当し、マカクサルの機能的MRI実験によって代表者が過去に同定した「新奇性に対するメタ認知判断（無知の知）」に関わる前頭極領域が、睡眠時・安静覚醒時の経験（記憶）の再生、反実仮想、または半事実的思考に重要な役割を果たすという仮説を、マカクサルを対象とした神経生理学実験を通じて因果的に検証することを目標とする。この目標に向けて、2022年度は、サルの全脳活動を機能的MRI法と脳波（EEG）記録法を用いて同時計測する技術を開発した。そして、覚醒・睡眠の間の状態変化とも大きく関連のある「意識の消失」・「意識の回復」に伴う全脳神経回路動態を調べた。その結果、本研究課題でターゲットとする前頭極の神経活動が、意識の状態を反映して調節されており、覚醒状態の変化に伴って他の脳領域との機能的結合をダイナミックに変動させていることが明らかになった。また、本研究課題で、サルでの実証を目指している「睡眠時の思考実験が睡眠後の新奇連合課題に影響する」というアイデアを、健常ヒト成人においても検証する連想課題を開発した。その課題に基づいた予備的な行動実験を開始した。思考実験に対する前頭極の役割についてのアイデアをまとめた査読付き総説論文が米国Cell PressのTrends in Cognitive Sciences誌より出版された。

在睡眠，休息和觉醒期间，有一段时间您没有从事计划和执行一个称为思维徘徊的任务。尽管它被描述为模糊，但在大脑区域中，大脑活动显着增加。这项研究的目的是在因果检验以下假设：这一时期与思想实验相对应，并且额极区域参与了“新颖性的元认知判断（无知的知识）”，代表们以猕猴的功能性MRI实验在经验的再生（记忆和依靠恐惧）中扮演着重要的作用，代表通过猕猴的功能性MRI实验来鉴定出重要的作用。为了实现这一目标，在2022年，我们开发了一项技术，该技术可以使用功能性MRI和EEG记录方法同时测量猴子的整个大脑活动。然后，我们调查了与“意识丧失”和“恢复意识”相关的整个堡神经回路的动态，这些动态与觉醒和睡眠之间的状态变化密切相关。结果，有人揭示了额头的神经活性（这是本研究主题的目标）被调节以反映意识的状态，并随着觉醒状态的变化而动态波动与其他大脑区域的功能连接。在这个研究主题中，我们还制定了一项关联任务，该任务探讨了“睡眠期间的思想实验会影响睡眠后的新型联盟任务”，该任务旨在在猴子中展示，即使在健康的成年人中也是如此。根据任务启动了初步的行为实验。经过同行评审的评论论文编写了有关额头在思想实验中作用的想法，已由美国认知科学的杂志趋势发表。