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ニューロン

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1: 2016/05/26(木) 07:41:22.43 ID:CAP_USER
【プレスリリース】運動のずれを直す指令はどこからくるのか!? 手を伸ばす運動の「照準」を合わせる脳の仕組みを解明 - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/46590


本研究成果のポイント

•手を伸ばす運動の「間違いの向きと大きさ」の情報が、運動直後に大脳の運動野に現れることを発見
•運動直後0.1秒以内に運動野を電気刺激すると、「照準」を変えることができることを証明
•電気刺激を使った新たな運動機能増進法やリハビリテーション法の開発につながることに期待


リリース概要

大阪大学大学院生命機能研究科ダイナミックブレインネットワーク研究室北澤茂教授と、情報通信研究機構脳情報通信融合研究センター井上雅仁研究員らは、手を伸ばす運動の「間違いの向きと大きさ」の情報が大脳の運動野>>1 に現れることを明らかにしました。さらに、手を伸ばす運動直後0.1秒以内に、運動野に微小な電気刺激を与えると、少しずつ運動の「照準」を変化させうることを示しました。例えば、「目標の右に手がずれたこと」を伝える場所を刺激すると、次回の運動の照準は左にすこしだけ修正される、という具合です(図1)。

本研究により、大脳の運動野にはあらゆる方向のずれに対応する神経細胞(ニューロン)があり、司令塔として、運動を行うたびに照準のずれを直すための信号を送り出していることが実証されました。

本研究の成果は、電気刺激を使って運動技能を向上させる新たな運動機能増進法やリハビリテーション法の開発につながることが期待されます。

本研究成果は、2016年5月13日(金)午前1時(日本時間)に米国科学誌「Neuron」電子版に掲載されました。

続きはソースで

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引用元: 【神経科学】運動のずれを直す指令はどこからくるのか!? 手を伸ばす運動の「照準」を合わせる脳の仕組みを解明 [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2015/11/08(日) 09:16:21.86 ID:???.net
コオロギとショウジョウバエで学習メカニズムに違いがあることを明らかに―北大・水波誠氏ら | サイエンス - 財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20151107/277580.html
ノックアウトコオロギを用いて学習のしくみを解明 - 北海道大学
http://www.hokudai.ac.jp/news/151104_sci_pr.pdf

画像
http://www.zaikei.co.jp/files/general/2015110719111480big.jpg
北海道大学の水波誠教授のグループは、コオロギを用いた研究によってコオロギの学習メカニズムの一端を解明した。


 北海道大学の水波誠教授のグループは、コオロギを用いた研究によってコオロギの学習メカニズムの一端を解明し、昆虫の種間で学習の基本メカニズムに違いがあることを明らかにした。

 動物の連合学習で罰や報酬の情報を伝える仕組みについては、古くから研究が行われ、哺乳類ではドーパミンニューロンが報酬や罰の情報を伝えることが分かっている。一方、無脊椎動物では、報酬情報はオクトパミンニューロンが伝え、罰情報はドーパミンニューロンが伝えることが示唆される研究結果と、報酬情報と罰情報の両方をドーパミンニューロンがドーパミン受容体「Dop1」を介して伝えるとする研究結果があった。

 今回の研究では、クリスパー・キャス9という新規ゲノム編集技術を用いて、ドーパミン受容体Dop1が働かないノックアウトコオロギを作成したところ、このノックアウトコオロギは、匂いと報酬(水)との連合学習は正常であったが、匂いと罰(塩水)との連合学習ができないことがわかった。つまり、コオロギは、Dop1が罰の情報を伝えるが、報酬の情報は伝えないと結論づけられる。

続きはソースで

ダウンロード (2)

 なお、この内容は「Scientific Reports」に掲載された。論文タイトルは、「Knockout crickets for the study of learning and memory: Dopamine receptor Dop1mediates aversive but not appetitive reinforcement in crickets」(ノックアウトコオロギを用いた学習・記憶研究:ドーパミン受容体Dop1 は罰情報を伝えるが報酬情報は伝えない)。

引用元: 【動物行動学/神経科学】コオロギとショウジョウバエで学習メカニズムに違いがあることを明らかに 北大

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1: 2015/10/11(日) 15:52:59.43 ID:???.net
「時間の長さ」を感じる際に活動する脳領域を明らかに―阪大・林正道氏ら | サイエンス - 財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20151011/272832.html
ヒトの脳はどうやって時間を計るのか 〜右縁上回における「時間の長さ」の脳内表現の解明〜 - 生理学研究所
http://www.nips.ac.jp/release/2015/10/post_307.html

画像
http://www.nips.ac.jp/release/images/20151005hayashi_1.jpg
図1 実験で用いた視覚刺激の例
被験者はMRI装置の中で、スクリーンに呈示される視覚刺激を見ながら課題を行います。この実験(実験4)では、300msあるいは450msの時間長の参照刺激が呈示された後、200、300、又は450msのテスト刺激(300msの参照刺激が呈示された場合)、あるいは300、450、又は667msのテスト刺激(450msの参照刺激が呈示された場合)が呈示されます。被験者は、テスト刺激が参照刺激に比べて長く呈示されたか、短く呈示されたか、同じ時間の長さで呈示されたかを答えます。

http://www.nips.ac.jp/release/images/20151005hayashi_2.jpg
図2 右縁上回における同一時間長の刺激の反復呈示に対するアダプテーション効果
(A)fMRIデータの解析結果(実験4)。参照刺激とテスト刺激の時間長が同一だった場合に、右縁上回の賦活強度が低下することが示されました。(B)右縁上回の賦活強度をテスト刺激の時間長に対してプロットしたもの。青線は300msの参照刺激が呈示された場合、赤線は450msの参照刺激が呈示された場合の、各テスト刺激の時間長に対する賦活強度を示します。
参照刺激と同じ時間長のテスト刺激が呈示された場合(青線300ms、赤線450ms)に、賦活強度が低下していることが分かります。


 生理学研究所と大阪大学の林正道・日本学術振興会特別研究員らによる研究グループは、時間の長さを捉える際の脳の活動の一部を解明した。

 これまで、線の傾きや運動方向といった空間的な特徴は、視覚野のニューロン(神経細胞)群によって表現されていることが分かっていたが、「時間の長さ」をヒトの脳がどのように表現しているのかは明らかになっていなかった。

 今回の研究では、ヒトの脳に特定の時間長の刺激に対して選択的に発火するニューロン群が存在するのかどうかを、機能的磁気共鳴画像(fMRI)法とfMRIアダプテーションと呼ばれる実験パラダイムを用いて調べた。

続きはソースで

ダウンロード (1)

 なお、この内容は「PLOS Biology」に掲載された。論文タイトルは、「Time adaptation shows duration selectivity in the human parietal cortex」。

引用元: 【認知神経科学】ヒトの脳はどうやって時間を計るのか 右縁上回における「時間の長さ」の脳内表現の解明 生理学研究所など

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1: 2015/07/05(日) 09:50:46.25 ID:???.net
沖縄科技大、行動の柔軟性を司る脳の神経細胞を明らかに | サイエンス - 財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20150630/256203.html
頭が固くなる原因解明!? | 沖縄科学技術大学院大学 OIST
https://www.oist.jp/ja/news-center/press-releases/20209

画像
https://www.oist.jp/sites/default/files/photos/Fig1%20JP.jpg
図1. 左の画像は、ラットの脳内で線条体と呼ばれる高度な意思決定を司る部位にある全てのニューロン(黒色の点)を表している。右の画像は、コリン作動性介在ニューロンのみを表している。
コリン作動性介在ニューロンは線条体のニューロンのうちわずか1~2%しか存在しない神経細胞で、行動の柔軟性に関わっている。(大きな白い点は神経線維の束を示している)。

https://www.oist.jp/sites/default/files/photos/Fig2%20JP.jpg
図2. 本図はラットに行わせた2つの課題の流れを示している。AとBのどちらのテストでも、ラットは報酬として砂糖ペレットをもらうために、最初のルールでは右側のレバーを選ぶことを学習し、その後のルールの変更に伴い、左右どちらかに点灯する光を手がかりにレバーを選択することが求められた。 Aのテストでは、右側のレバーを選ぶ最初のルールの時に、光は呈示されない。ルール変更後、左右いずれかのレバーの上に光が無作為に点灯し、ラットはそのレバーを選ばなければならない。

ラットは光という新しい情報を取り込む必要がある。 Bのテストでは、最初のルールで右側のレバーを選ぶ際に、無作為に光を点灯させた。この時、報酬と光は無関係であり、報酬が出てくるレバーの光が点滅する場合もあれば、そうでない場合もある。ルール変更後、この無関係であった光が示すレバーをラットは選択しなければならない。 コリン作動性介在ニューロンを損傷されたラットは、最初のルールは学習できたが、その後のルールの変更に対応できず、既に学習したルール、行動戦略に固執した。腹側線条体の同ニューロンを損傷されたラットは新しい情報を取り込む際に(テストA)、背内側線条体が損傷されたラットはこれまで無関係だった情報を取り込むときに(テストB)、このような固執性を示した。


 沖縄科学技術大学院大学(OIST)の青木祥博士らによる研究グループは、既存ルールの変更に伴って戦略を変える能力、すなわち行動の柔軟性は、脳内にある特定の神経細胞によって制御されていることを明らかにした。

 コリン作動性介在ニューロンと呼ばれる神経細胞は、高度な意思決定を司る脳内部位である線条体にわずか1~2パーセントしか存在しない珍しい神経細胞で、行動戦略の転換にも関与すると考えられていた。

続きはソースで

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 なお、この内容は「The Journal of Neuroscience」に掲載された。論文タイトルは、「Role of Striatal Cholinergic Interneurons in Set-Shifting in the Rat」。

引用元: 【神経科学】頭が固くなる原因解明!? 行動の柔軟性を司る脳の神経細胞を明らかに 沖縄科技大

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1: 2015/06/28(日) 12:31:41.21 ID:???.net
「脳波からのテキスト再現」に成功
引用元:WIRED 2015.6.23 TUE
http://wired.jp/2015/06/23/brain-to-text-tech/

簡単な文章を音読しているときの脳波を分析することで、元のテキストを再現する実験が成功した。
研究が進めば、話すことができない人が、システムを使って会話をすることが可能になるかもしれない。

インフォマティクス、神経科学、医療の研究者からなるチームが、音読するときの脳波を分析し、元のテキストを再現することに初めて成功した。
こうした技術が進展すれば、話すことができない人が、システムを使って「話す」ことができるようになるかもしれない。

ニューヨーク州にあるオールバニ・メディカルセンターとドイツのKIT研究所が協力して行ったこの研究では、皮質脳波記録(ECOG)技術を使って、ボランティアのてんかん患者7人の前頭葉と側頭葉をモニターし、発話に関係する脳波を特定することに成功した。
この研究では、針によってニューロンから直接信号を記録する、頭骨の切開が必要な手技も用いられている。

続きはソースで

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▽関連リンク
Karlsruher Institut fur Technologie(独語)
Spracherkennung aus Gehirnstromen(Speech Recognition from Brain Activity)
Interdisziplinarem Forscherteam gelingt es erstmals aus Aktivitatsmustern auf der Gehirnoberflache gesprochene Satze zu rekonstruieren.
http://www.kit.edu/kit/english/16890.php



引用元: 【神経科学】脳波を分析することで元のテキストを再現する実験に成功/米独研究

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1: 2015/03/14(土) 10:25:38.98 ID:???.net
掲載日:2015年3月13日
http://www.zaikei.co.jp/article/20150313/240112.html

 北海道大学の寺尾勘太大学院生・水波誠教授らによる研究グループは、コオロギの学習は予測誤差理論で説明できることを明らかにした。

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 ヒトを含めた哺乳類においては、予想していなかった出来事によって学習が起きるという予測誤差理論が提唱されており、学習した刺激に対して選択的に注意が向くようになるという選択的注意説とどちらが正しいか論争になっていた。

 今回の研究では、オートブロッキングのと呼ばれる1種類だけの刺激を使って匂いと報酬の連合学習をさせる実験をしたところ、コオロギの学習は予測誤差理論で説明できるが、選択的注意説などの対抗理論では説明できないことが明らかになった。

続きはソースで

<参照>
コオロギの学習には「驚き」が必要!(理学研究院 教授 水波 誠)(PDF)
http://www.hokudai.ac.jp/news/150311_pr_sci.pdf

Critical evidence for the prediction error theory in associative learning : Scientific Reports : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/srep/2015/150310/srep08929/full/srep08929.html

引用元: 【生物/神経科学】北大、コオロギは「驚き」によって学習をしていることを明らかに

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