研究課題別研究評価
| 研究のねらい： | ||||||
| 思考は、問題解決や判断などのために脳内で行われる情報処理過程と考えることができ、様々な認知メカニズムとの共同作業により、汎用で柔軟な情報処理が可能なものと考えられている。本研究では、思考の基礎となる汎用で柔軟な情報処理が神経系のどのようなしくみで実現されているかを明らかにする手がかりとして、作業記憶に関わる神経機構に注目した。作業記憶は、ある課題や行為の遂行に必要な情報を必要な期間能動的に保持するメカニズムである。課題や行為に必要な情報は、様々な情報の中から選択され、能動的に保持されるが、課題の進行に伴う状況の変化などにより統合・消去・置換などの操作が加えられる。そこで、作業記憶とは、情報の短期的で能動的な保持機構であると同時に、必要な情報の選択、情報の統合や操作を含む動的で柔軟な情報処理系であると考えることができ、同じメカニズムが思考においても作動していると考えられる。本研究では、作業記憶に関係する情報処理機構をてがかりに、思考の基礎となる神経機構の解明をねらった。具体的には、作業記憶に深く関わっている前頭連合野のニューロンを対象に、その活動が表象している情報内容、状況に応じた 情報内容の変化や操作の実体、その要因となるニューロン間の時間的・動的な相互作用を神経生理学的手法により明らかにしようと考えた。 | ||||||
| 研究結果及び自己評価： | ||||||
| 記憶誘導性の眼球運動を利用した遅延反応課題による今までの研究により、数秒の待ち時間（遅延期間）に生じる持続的なニューロン活動（遅延期間活動）が記録され、このニューロン活動が作業記憶における情報の一時的貯蔵機構を反映することが明らかになっている。今回は、従来の課題に加えて、視覚情報から運動情報への情報変換を必要とする課題を用い、情報の変換に伴う情報の処理や操作のしくみに注目した。 遅延期間活動には、提示された視覚刺激の位置に関する情報を反映するものと、運動に関する情報を反映するものが存在することから、これらの活動が情報の操作や処理に関係していると考えられる。同時に、このような情報処理は単一ニューロンによってではなく、様々な情報を反映するニューロン間の相互作用により遂行されると考えられる。そこで、従来よりの課題（3秒の遅延後に手がかり刺激の現れた所へ眼球運動する）に加えて、条件性課題（3秒の遅延後に手がかり刺激の現れた所から90°時計回りの方向へ眼球運動する）を訓練したサルの前頭連合野よりマルチ・ニューロン活動を記録し、分析した。マルチ・ニューロン活動の記録より2－3個の単一ニューロン活動を分離し、課題関連活動の有無やその特徴から各ニューロンの役割を決定すると同時に、ニューロン間の相互作用を明らかにするため、相互相関分析、joint-PSTHを用いた分析を行った。その結果、調べたニューロン対の半数で発火活動に有意な相関が観察されると同時に、相関の強さが課題内の条件の違いにより変化することが見出された。また、joint-PSTHの検討により（図参照）ニューロン間の機能結合の強さが課題の時間 経過とともに変化することも明らかになった。 実験・動物飼育施設の整備や動物の訓練など、実験準備に時間を費やし、ようやく分析のためのデータ・ベースが整ったところで終了することになってしまった。今後は今までに得られたデータをもとに、各ニューロンの活動が表象している情報を明らかにすると同時に、課題の経過に伴うニューロン群の時間的・空間的な発火パターンの変化から、内的な情報処理のようすを明らかにしたいと考えている。さらに、時間的・空間的な発火パターンの変化を生じる原因であるニューロン間の機能結合の変化をjoint-PSTHなどにより捉えることによって、生物現象として思考のしくみを考えていけるのではないか、と考えている。 | ||||||
| 領域総括の見解： | ||||||
| 情報の一時的保持、選択、統合などを行うメカニズムを、神経生理学では作業記憶と呼んでいる。眼球運動を利用した遅延反応課題および視覚情報から運動情報への変換を必要とする条件性遅延反応課題を行わせたときの、作業記憶に関わる前頭連合野の複数の神経細胞の活動を同時記録し、視覚情報、運動情報それぞれに関係する神経細胞を見出している。また、視覚情報と運動情報の間の変換には、神経細胞間の相互作用が不可欠と考え、一種の相関分析の手法を用いて、神経細胞間の機能的結合の強さなどを調べている。ここで採用された相関分析の手法が、作業記憶のダイナミクスを解明するという目的にどこまで有効であるか、現状では明らかではない。実験施設の整備や動物の訓練に多くの時間がとられたという事情から、止む得ないところであるが、今後の進展に期待したい。 | ||||||
| 主な論文等： | ||||||
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This page updated on March 30, 2000
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