広報活動

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2018年3月14日

理化学研究所
早稲田大学

多感覚情報の統合機構

-遅い神経振動活動を介した情報統合の可視化-

私たちは普段の生活の中で、常に複数の感覚情報を同時に受け取っています。例えば動物の姿(視覚)と鳴き声(聴覚)など、複数の感覚情報を統合することで、私たちは対象をより正確に素早く知覚することができます。

複数の知覚情報の統合は、高次脳機能の根幹をなします。これまで、脳の多くの領域において複数種類の感覚刺激(多感覚刺激)に対する応答が報告されていました。しかし、これらの領域がどのように連携して感覚情報を統合しているのか、明らかではありませんでした。

今回、理研を中心とする共同研究グループは、大脳皮質全体の活動を光学的にモニターできる遺伝子改変マウスを作製し、これを利用してこの問題に取り組みました。その結果、①大脳皮質において、高次の認知処理を担う連合野の正中・頭頂領域が体性感覚野、聴覚野、視覚野からの情報の流れで「ハブ様構造」となること、②そこの興奮性ネットワークでは、多感覚刺激の同時入力に対応して、神経振動活動の遅い周波数成分(徐波)が「位相同期する」ことで情報統合を行いやすくしていることが明らかになりました(図参照)。

今後、位相同期が行動・学習にどう影響するのか、また大脳皮質以外の脳領域とどのように連携しているのかが明らかになると考えられます。また、多感覚情報の統合機能の異常は発達障害と密接に関係するため、本研究の知見や手法を応用することで、発達障害のメカニズム解明や治療法の開発につながると期待できます。

多感覚刺激による大脳皮質正中・頭頂領域における徐波の位相同期の図

図 多感覚刺激による大脳皮質正中・頭頂領域における徐波の位相同期

理化学研究所
脳科学総合研究センター 行動遺伝学技術開発チーム
チームリーダー 糸原 重美 (いとはら しげよし)
リサーチアソシエイト 黒木 暁 (くろき さとし)
客員研究員 吉田 崇将 (よしだ たかまさ)

脳科学総合研究センター 細胞機能探索技術開発チーム
チームリーダー 宮脇 敦史 (みやわき あつし)