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なじみ深さや目新しさの印象を支配する神経信号を発見!

なじみ深さや目新しさの印象を支配する神経信号を発見!
~神経細胞の光操作により、思い込みの脳内メカニズムを解明~


私たち研究グループは課題遂行中に嗅周野の神経活動を記録しました。その結果、嗅周野の前側の細胞は物体を記憶しているのに対し、後側の細胞は物体を記憶していないことを明らかにしました。しかし、出力を担う細胞を選択的に活性化する光刺激は、物体を記憶している細胞群、記憶していない細胞群どちらを刺激した場合も同様に、「見慣れている」という回答を増加させました
一方、出力の抑制など、出力以外の情報処理機能を担う細胞も含めて網羅的に活性化する電気刺激によって、物体を記憶していない細胞群を刺激した場合には、光刺激の結果とは逆に、「見慣れない」という回答が増加しました。
この結果から、嗅周野が物体の情報を処理して出力する信号の増減が、目にした物体が「なじみ深い」か「目新しい」かの相反する印象を生成するという、親近性―新奇性判断の因果脳モデルを導出しました。


嗅周野はブロードマンの35野/36野の事で、嗅周皮質や嗅周囲皮質とも呼ばれる。

以前「回想性想起と親近性想起」という記事で、

 AggletonとBrownは側頭葉内側部と間脳の間に機能の異なる2つの日常記憶システム経路があるという仮説を提唱している。

 第1の周回経路は、
海馬->海馬至脚->脳弓->乳頭体->視床前核<->帯状回後部<->海馬周辺皮質<->海馬
脳弓を介してエピソード記憶、空間記憶、または再認記憶のうちの回想性想起に関与しているとする。

 第2の周回経路は海馬体や脳弓を含まずに
嗅周囲皮質->下視床脚->視床背内側核<->帯状回<->嗅周囲皮質
主に視覚認識や再認記憶のうち親近性想起に関与する。


と書いたが、こちらの説とも矛盾せず、主観的な親近性―新奇性判断のメカニズムがより詳細になったと思われる。

ここで重要なのは「出力を担う細胞を選択的に活性化」のみか「出力の抑制など、出力以外の情報処理機能を担う細胞も含めて網羅的に活性化」した場合で、結果に違いが出たことである。
しかし出力先は、どの部位を指すのであろうか。
BRAIN AND NERVE 神経研究の進歩 2017年 4月号 増大特集 ブロードマン領野の現在地」によると、

内嗅領野をインターフェースとして海馬に向け情報が送られ、・・・嗅周囲皮質は前頭前野、帯状回、島、扁桃体、海馬とも神経結合がある


とあるが、これら全てであろうか。
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tag : 嗅周野 35野 36野 嗅周皮質 嗅周囲皮質 親近性 新奇性

記憶を思い出すための神経回路を発見

記憶を思い出すための神経回路を発見

背側CA1領域には、直接内側嗅内皮質の第5層につながる神経細胞(直接経路)と、背側海馬支脚を経由して内側嗅内皮質の第5層につながる神経細胞(間接経路)が存在し、文脈的恐怖条件付け学習実験の結果、直接経路は記憶の形成に、間接経路は記憶の想起に重要な役割を果たしていることが分かったそうである。

海馬CA1と記憶の獲得」という記事で、

海馬CA1野のNMDA受容体はニューロンの長期増強の誘導に必要であり、正常な場所ニューロンの生成と空間学習(記憶の獲得)に必要である


と書いたが、記憶の形成(獲得)には直接経路も重要で、

また「海馬CA3と記憶の想起」という記事で、

少しの手がかりから全体を思い出すことを、記憶のパターンコンプリーションというが、CA3野のNMDA受容体をノックアウトしたマウスは、この能力を喪失している


と書いたが、記憶の想起にはCA3野のパターンコンプリーション(補完)だけでは不十分で、CA1と嗅内皮質の間接経路も必要ということであろう。

tag : 海馬支脚 記憶 CA1 CA3 想起

記憶を関連づける神経細胞集団の仕組みを解明

記憶を関連づける神経細胞集団の仕組みを解明

CTA記憶とAFC記憶の両記憶間の高次連合は、連続した同調想起により扁桃体で生じる記憶痕跡細胞集団の重なりによって引き起こされていることが明らになりました。加えて重要な点として、記憶の連合のみに関与し、元々の記憶の想起には必要でない記憶痕跡細胞集団が存在することが明らかになりました。


1)味覚嫌悪学習(CTA)
条件刺激  :サッカリン水溶液(甘い水)
無条件刺激 :塩化リチウム(内臓倦怠感を引き起こす)
獲得した記憶:サッカリン水溶液を忌避

2)音恐怖条件付け(AFC)
条件刺激  :ブザー音
無条件刺激 :足への電気ショック
獲得した記憶:ブザー音を聞くとフリージング(すくみ)反応

3)異なる記憶同士の連合学習
条件刺激  :サッカリン水溶液とブザー音
獲得した記憶:サッカリン水溶液を飲むとフリージング反応

・連合学習を行った群で両記憶を担う記憶痕跡細胞集団の重複率の有意な増加
・連合学習の想起時に光照射で重複細胞集団の活動を一過的に抑制、サッカリン水溶液によるフリージング反応が低減
・活動抑制は元々のCTA記憶、AFC記憶の想起には影響なし
・記憶の連合のみに関与し、元々の記憶の想起には必要でない記憶痕跡細胞集団が存在

おもしろい結果である。まだ私が理解できないのは、ジョセフ・ルドゥーの「シナプスが人格をつくる」に条件付け味覚嫌悪(CTA)は、

…意外だったのは、食べたのが病気を引き起こされる何時間前であっても、その食べ物に対する嫌悪が生じたことだ。


とあった。この記憶のメカニズムは解明できているのだろうか。

tag : 味覚嫌悪学習(CTA) 音恐怖条件付け(AFC)

赤ちゃんはなぜサルの顔を識別できるのか

9ヶ月以前のヒトの赤ちゃんは、サルの個体識別ができるという。ヒトの大人は飼育員だったり、よほど個体に違いがなければ識別できない。

識別できているかどうかの実験方法は、まずサルの写真を赤ちゃんにじっくり見せ、次に違うサルの写真を見せる。赤ちゃんは新規刺激に注視する傾向があり、新規の写真のほうをより注視することから、識別していると判断している。
大人の場合は、どちらも均等に見ることから識別できていないと判断される。

なぜこのようなことが起こるのか。
私の仮説は、赤ちゃんにはまだサルの明確な長期記憶がないからだと思う。
サルの長期記憶が明確にできていないため、どちらのサルの写真も新規刺激なのである。
大人の場合は、どちらの写真からもサルの長期記憶が想起されるため、どちらも新規刺激とはならない。

てんかん手術で海馬を切除したことにより、健忘症(手術2年以上前のことは覚えているが、手術後の出来事は数分前のことも記憶できない)となったH.M.氏は、後年鏡で自分の顔をみると驚愕したという。鏡には自分の顔が映ることを予測(若いころの自分)したが、鏡の中の自分の顔と一致せず、鏡の顔が新規刺激となったためであろう。

赤ちゃんがサルの個体識別できるのも、これと同じ原理ではないだろうか。

tag : 赤ちゃん サル 個体識別

脳の画像記憶/認識

今日買い物にイオンに行った。たまに行くが曲がる道を覚えられない。妻にここだっけ、あっちだっけと聞きながらなんとか到着。私は方向音痴でなかなか道が覚えられない。

また今日ケーブルテレビでマイノリティーレポートを見た。主人公の妻役に見覚えがあり、コールドケースの女刑事じゃないかと妻に言ったところ、ちがうんじゃないと言われた。後で妻が検索したところやはり、女刑事であった。こういうことが時々あり、顔認識に関しては結構自信がある。

これらのことから、道路や建物と人の顔は別々の脳の部位または方式で、記憶および認識していると推定される。

tag : 記憶

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sai

Author:sai
宮城県出身。寅年生まれ。おうし座。B型。左利き。赤緑色盲。たそがれのプログラマー。

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