平成6（1994）年度　共同研究Ａ実施報告書

課題番号	6−共研−83			専門分類		7
研究課題名	学習による大脳皮質細胞群の反応の変化とモデル選択
フリガナ 代表者氏名	タカハシ　テツヤ 高橋　哲也			ローマ字
所属機関	統計数理研究所
所属部局
職　　名	外来研究員
所在地
TEL				FAX
E-mail
URL
配分経費	研究費	0千円	旅　費		0千円		研究参加者数	6　人

研究目的と成果（経過）の概要

現在、学習という現象がモデル選択の過程であるという仮説の下に研究を進めている。学習が終わって、動物が学習前よりタスクを正確に遂行できるようになると、皮質の細胞群は、学習前よりタスクに関してよいモデルを持つと考えられる。従ってモデルとタスクによって引き起こされた反応との間のかい離度を計算すると、学習前より学習後の方が小さいであろう。実験データを用いてこの予想の成否を確かめる。同時にこの量の情報理論的な意味付けをめざす。


１）単一細胞記録法によって得られた日本猿の神経細胞群の反応データ解析用プログラムをPerl, AWK, C, shell script, Splusを用いて作成した．結果の一部は３本のresearch memorandum,１本のプロシーディング，２本の論文にまとめて発表した．
２）人間の脳の高次情報処理について更に深い知見を得る目的で，functional MRI (magnetic resonance imaging)の実験の準備を開始した．
fMRIを使った脳科学研究に関して，世界で最も高いレベルにあるハーバード大学付属のマサチューセッツ総合病院に３週間滞在し，fMRIの基本的な操作法を学んだ．
サンフランシスコにおける認知神経科学会のサテライトシンポジウムとして行われたfMRIワークショップに参加した．

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

Takahashi, T. and Riquimaroux, H.(1994a) Time-variant structure of the primate auditory cortex. The Institute of Statistical Mathematics, Research Memorandum 511.
Takahashi, T.(1994b) Quantitative methods for analyzing responses of multiple neurons. The Institute of Statistical Mathematics, Research Memorandum 512.
Takahashi, T.(1994c) The origin of perception and memory in the cerebral cortex. The Institute of Statistical Mathematics, Research Memorandum 513.
Takahashi, T.(1994d) On supra-threshold responses of cortical neurons in A1, Proc. JNNS'94 128-129.
Takahashi, T.(1995a) Time-variant structure of auditory cortex of the macaque monkey. Nerosci. Lett.186, 1-4.
Takahashi, T.(1995b) Quantitative methods for analyzing responses of multiple neurons. In press.

高橋哲也・しきい値より高い音圧を持った刺激に対する聴覚野の細胞群の・・神経回路学会

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

理化学研究所で２年前より進行中している実験では、刺激としてコンピュータで作られた図形を遅延見本合わせ（delayed matching to sample task）の中で用い、図形のコーディングにもっとも関係が深い下側頭葉（Infero-temporal area）において、単一細胞記録を行っている。この実験は、学習の効果が大脳皮質レベルではどのように現れるのかを直接的に計測していると考えられるので、我々の予想が成り立つかどうかを検証するのに適している。実験データをＵＮＩＸ上のテキストファイルに変換し（このプログラムは既に完成している）、適当な平滑化のアルゴリズムを用いて平滑化した後、反応選択性を計算する。学習前の猿と、学習後の猿のデータがあるので、それぞれについて計算を実行し、どのように変化するのかを調べる。
一方、神経系の現象は、ＬＴＰ（Long Term Potentiation）や ＬＴＤ（Long Term Depression）のように、ふたつの異なるタイムスケールを持つ現象間の相互作用と考えられ、我々の枠組みでこのような現象を記述し、皮質レベルでの学習と記憶の定量化を目指す。

研究参加者一覧
氏名	所属機関
伊庭　幸人	統計数理研究所
小畠　有加利	理化学研究所
杉原　忠	九州工業大学大学院
田中　啓治	理化学研究所
力丸　裕	理化学研究所