| 脳は神経回路網のダイナミックスにより優れた情報処理機能を実現している。この研究は､脳活動の動的・時間的側面に焦点を当て､神経回路網における動的な機能が発現する仕組みを理論モデルにより理解するために､実験的研究と協働して研究する点に特徴がある。脳活動の時間的側面も多様である。本研究では､神経集団の同期発火のメカニズム､種々の神経振動の発生機構､さらにシナプス可塑性における時間依存長期増強および抑圧の機能的な意味などを調べる。さらに、時間の記憶､すなわち人間や動物における時間間隔の認知および記憶のメカニズムを明らかにする理論モデルを構築し､心理実験と照合するとともに、サルにこの課題を与えてその脳活動を計測することにより実証する。 |
| 研究は理論と実験を含み、多様な枠組みで行われている。大脳皮質および基底核に関連して､大脳皮質の入力が基底核に投射する入り口にあたる線条体の神経活動に着目し､モデルによる研究、および実験による研究を行って、同期入力による状態遷移を示す示唆を得た。また、大脳皮質から､基底核の各部位への投射様式を実験的に調べている。振動に関しては､ガンマ周波数の振動に着目して、チャタリング錐体細胞がこうした発火を引き起こすモデルを構築し、発火モードの切り替えの機構を示した。同期発火に関しては､階層モデルを用いた同期の形成および伝播のメカニズムを示す理論モデルの構築に成功した。さらに、時間依存的なシナプス可塑性に関して、それによって生ずる自己組織化や同期発火伝播などを解明している。時間間隔の記憶に関しては､心理現象と合致する理論モデルを構築し､その解析に成功している。一方､サルを用いた時間間隔記憶課題中の脳活動の計測も準備が整い､実験を開始している。この他､シータ波にかかわる研究､大脳皮質局所回路の遺伝的手法および電気生理的手法による研究などを行っている。 |
| 理論的な研究の個々の課題については､世界の第一線に並ぶ優れた成果が挙がっている。たとえば、同期発火チェインのダイナミックス、特に同期発生のメカニズムとその安定性の解析､ガンマ周波数帯の全域をカバーする振動モデルとそこでの発火モードの切替機構､時間間隔の記憶にかかわるモデル､さらに時間依存性シナプス可塑性を用いた自己組織化モデルなどである。
また、実験的研究に関して､サルを用いた時間間隔情報の保持および認知時の脳活動の測定は､新しい実験のパラダイムであって、まだ緒についたばかりとはいえ、期待が持てる。 しかし、研究はやや総花的にばらばらに行われているとの感が拭えない。理論と実験との協力関係についていえば､その努力は多とするものの、それぞれが互いの知見やデータを共有した一体としての研究を行うというには程遠いのが残念である。今後､協力関係をより密接にすると共に､時間にかかわる情報処理に関して線の太い研究にまとめていくことを期待したい。 |
| 脳はダイナミカルなシステムである。その情報処理の基本を解明するのに時間的情報処理の神経基盤を研究対象として選んだことは､本筋をいくものである。更に、モデル研究と実験研究を両輪に据え、その間の密接な交流・協力によって時間的情報処理の本質に迫ろうという意欲は大変高く評価できる。
しかし、本研究は個々の理論に関しては世界的に見ても評価できる成果を挙げているものの､それらは本プロジェクトの実験的研究によるデータに示唆されたものとはいえず、また、実験的研究もこれらの理論モデルを実証するために設計されてはいない。理論モデルも実験により検証するまでには洗練されていないし、実験にもその用意がない。 時間にかかわる情報処理は大きな課題であるが､今後は理論に示唆された実験計画の作成､実験データに密着した理論構成を、格段の努力を払って行うことが必要と考える。研究代表者が、実験に深くかかわり、その構想に関して強いリーダーシップを発揮することを期待したい。プロジェクトが切っ掛けとなって､理論脳科学と実験脳科学の双方に通ずる人材が育成されていくことを期待したい。 |