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ニューロン

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1: ベガスφ ★ 2013/09/13(金) 22:05:01.90 ID:???

"ついにマッピング成功 ――「少ない」と「多い」を識別する脳の領域"
Finally Mapped -- the Brain Region that Distinguishes Bits From Bounty

海辺の砂粒の量をそこにいるカモメの群の大きさと比べようとする時、人は組織分布図に示されるように構成された脳の一部分を使っている。

言い換えると、砂粒とカモメの比較といった「数量」の判断を行う時に働くニューロンは、もっとも緊密に関連するニューロンができるだけ短い距離で伝達や相互作用を行えるように配置されている。

組織分布図と呼ばれるこのような配置は、すべての一次性感覚
―― 視覚、聴覚、触覚、嗅覚、味覚 ―― に特徴的なものであるが、科学者らは、一次性感覚ではないが(一次性感覚のように知覚される)数量感覚もそうした機能分布図によって特徴付けられるのではないかと考えてきた。

しかし、これまでのところ発見も証明もできておらず、数量の感覚に対する機能分布図の存在が疑われるようにさえなってきた。
(注:関連するポドキャストで論じられているように、数量は記号数とは異なることに注意されたい)

今回、脳に対して超高磁場機能的 MRI(fMRI)技術を用いて、Benjamin Harveyらは仮定されてきた数量の機能分布図が実際に存在することを示すシグナルを検討した。

ヒト被験者 8人が、時間の経過とともに変化する点のパターンを見ているあいだ、超高磁場 fMRIによって、すでに数量と関連付けられている脳の領域におけるニューロン反応性の特徴付けが行われた。次に、比較的新しいデータ解析技術を用いて、これらのヒトの fMRI反応性をモデル化し、数量に関する実験がより詳細に行われてきたマカクで得られたデータと照合された。

その結果、数量の機能分布図が明らかにされ、(被験者が観察したような)少ない量の点は脳のある部位で読解され、より多い量の点は別の部位で読解されていた。

この知見は、一次性感覚のような低レベルの認知機能だけでなく、高レベルの認知機能でも機能分布図が作成可能であることを示している。

科学者らは機能分布図についてよく知っている(また分布図を調べるツールをもっている)ため、今回の知見は、数の処理の基礎にある神経計算モデルのさらなる分析にとって有用であり、人に特有の数学的スキルのより深い理解を可能にしてくれるであろう。

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Science 2013年9月6日号ハイライト
http://www.eurekalert.org/pub_releases/translations/sci090613jp.pdf

Topographic Representation of Numerosity in the Human Parietal Cortex
http://www.sciencemag.org/content/341/6150/1123.abstract



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1: エタ沈φ ★ 2013/09/02(月) 17:58:35.86 ID:???

古典的な迷路に隠されたチーズを探すマウスは、ある種のGPSを使う。特別なニューロンが、自分たちの位置を記録しているのだ。同じことがコウモリにも当てはまる。
彼らは非常に精確なソナーをもっている。

驚くべきは、これがわたしたち人類にも当てはまることだ。わたしたちの脳には人工衛星のような役割を果たす細胞があり、移動の際に稼働して、本格的な三角測量システムのような空間グリッドを形成し、3つの座標を用いてわたしたちがどんな瞬間にどんな環境にいるかを教えてくれる。

この事実について、誰もが驚くわけではないだろう。というのも神経科学のさまざまな研究によって、人間の脳にこのような細胞が存在するという仮説がすでに立てられているからだ。
しかしニュースは、今回この細胞が実際に動作しているのが初めて観察されたことにある。

この最初の栄光を手にしたのは、フィラデルフィアのドレクセル大学の生物医学エンジニアリング・科学・健康システムスクール(School of Biomedical Engineering, Science and Health Systems)のジョシュア・ジェイコブスだ。彼はペンシルヴァニア大学、カリフォルニア大学ロサンゼルス校、トーマス・ジェファーソン大学の研究者たちのチームを率いて研究を行った。

どのように進められたかは、「Nature Neuroscience」に掲載されている。ジェイコブスと同僚たちは、治療の一環として脳に電極を埋め込んだ14人のてんかん患者に対して研究を行った。
これにより研究者たちは、さまざまな状況における患者たちの脳の活動を記録することができた。

例えば、彼らがTVゲームをしているときに観察を行った。高所から見て対象の位置を記憶して、地上に降りてからジョイスティックを使って空間を移動してそれらを見つけ(それも特定の順番で)、基地に戻るというものだ(動画)。対象は、プレイヤーが近くにいて、それらのある正しい方向を向いているときのみ目に見える。

ゲームの最中、研究者たちはいくつかの細胞が稼働して、ひとつの精確な空間図を形成しているように見えることを観察した。まさに、三角測量で用いる三角網のようなグリッドだった。
このグリッドは大脳皮質のさまざまな部位、とりわけ嗅内皮質(記憶のために重要で、アルツハイマー病に
関係する海馬の一領域)や、帯状皮質の前部および後部に存在している。

「こうした細胞は、閉じた場所でも開けた環境でも、方向感覚を維持するうえで根本的であるように思われます。グリッドとなる細胞なしでは、おそらく人間は目印のみに基づいて動き回ることになるでしょう」

イタリア、トリエステの先端研究高等学院(SISSA)のある研究は、海馬における空間記憶が小グループで機能することをすでに発見していたし、多くの研究者たちが以前から方向把握能力の発達を研究している。
「新しい発見は、特定の場所において活性化する海馬の位置特定細胞についてのこれまでの発見とともに、さまざまな種類の哺乳類がもっている地図やナヴィゲーションシステムの存在の証拠となります」と、論文の著者のひとり、マイケル・カハナは結んでいる

7

WIRED.JP 2013.8.29 THU
http://wired.jp/2013/08/29/gps-inside-brain/

Nature Neuroscience
Direct recordings of grid-like neuronal activity in human spatial navigation
http://www.nature.com/neuro/journal/v16/n9/full/nn.3466.html

依頼がありました
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1376913483/33



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1: ジャーマンスープレックス(秋田県) 2013/08/24(土) 22:07:48.70 ID:M6hphfXI0 BE:1904661959-PLT(12001) ポイント特典

■新常識! ニューロンは運動で増える
ネーパーヴィル203学区の取り組みは、運動が子供たちの学業成績にプラスの影響を与えることを証明してみせた。ではなぜ、運動をすると頭が良くなるのか。

運動が「脳の神経細胞を育てる」からだというのは、『脳を鍛えるには運動しかない!』(NHK出版)の著者、ハーバード大学医学部のジョン・J・レイティ博士だ。
「運動すると、脳由来神経栄養因子(BDNF)という物質が脳の中でさかんに分泌されます。このBDNFが、脳の神経細胞(ニューロン)や、脳に栄養を送る血管の形成を促すことが明らかになりました」
以前は「脳のニューロンの数は生まれたときに決まっており、その後は加齢とともに減っていく一方で、増えることはない」と考えられていた。だが最近では、さまざまな要因で後天的に増えることが科学的な常識となっている。

「ニューロンの数を増やすために最も効果が期待できるのは、運動です。さらにものを覚えたり認知能力を高めるために必要な神経結合を増やしたり、ドーパミンやセロトニン、ノルアドレナリンといった思考や感情にかかわる神経伝達物資の分泌を促す効果も、運動にはあります」と、レイティ氏は言う。
たとえばいくつかの研究では、有酸素運動によるトレーニングを行うことで、記憶をつかさどる海馬が大きくなることがわかっている。

また、継続的な運動によって、脳の認知能力が強化されることも明らかになってきた。
学業成績と運動との関連性については、アメリカでは1980年代から研究が進められてきた。有名なものの1つは、カリフォルニア州教育局が2001年、同州の小学5年生約35万人、中学1年生約32万人、中学3年生約28万人を対象に行った大規模な調査だ。

この調査ではまず、「フィットネスグラム」と呼ばれる総合的な体力調査で、子供たちの心肺能力や筋力、持久力、体脂肪率などを調べる。そして、体力と標準学力テストの数学およびリーディング(英文読解)の成績の、関連性を分析した。すると、体力調査での成績が高い子供ほど、学業成績も優秀な傾向があることが確認された。

http://www.excite.co.jp/News/economy_clm/20130824/President_10350.html
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