高次脳機能の仕組みを考える −前頭前野の生物学的構造から−

瀧田 正寿（独）産業技術総合研究所・ヒューマンライフテクノロジー研究部門
認知行動システム研究グループ
2014年6月27日(金)1. 神経から脳へ;<=>?@=>!
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2. 高次脳機能を担うとされる前頭前野の脳解剖的集約構造••‘’“”•–—˜“•‘—™“˜š!

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参考 Gurden H, Takita M, Jay TM. Essential
role of D1 but not D2 receptors in the NMDA
receptor-dependent long-term potentiation
at hippocampal-prefrontal cortex synapses invivo. J Neurosci. 2000 Nov 15;20(22):RC106.
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3. 2入力間の関係（連合LTPなど）@A6789BC!

海馬の例、海馬−前頭前野路の例!"–+,+-./0,-./0123== >==1?23!"#LTP$%!"!"#$6789!
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4. 海馬−前頭前野路と作業記憶

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作業記憶システムモデルの提唱
中間路：短期作業記憶、腹側路：長期作業記憶
並列（生物）か直列化（心理モデル）

ラット脳 (水平断面図）!"#$%&win-shift'+, and/or -.-/0!
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前Floresco et al. 1997!!!!!
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Izaki Y, Takita M, Akema T. Specific role of theposterior dorsal hippocampus-prefrontal cortex inshort-term working memory. Eur J Neurosci. 2008
Jun;27(11):3029-34.

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5. 海馬−前頭前野路内の中間路と腹側路間にも連合LTP&'()

1箇所で記録C()DE(paired-pulsefacilitation, PPF)
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Kawashima H, Izaki Y, Grace AA, Takita M. Cooperativity between hippocampal-prefrontal short-term
plasticity through associative long-term potentiation. Brain Res. 2006 Sep 13;1109(1):37-44.
6. 海馬−前頭前野路内の中間路と腹側路間の解剖的構造と機能 （海馬の例よりも、かなり複雑）

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Bidirectional feedforward control!"#$%&'()*'+r,)*-./0cf123-4567!
Takita M, Fujiwara SE, Izaki Y. Functional structure of the intermediate and ventral hippocampoprefrontal pathway in the prefrontal convergent system. J Physiol Paris. 2013 Dec;107(6):441-7!
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7. 前頭前野の生物学的構造から高次脳機能の仕組みを考えてみると・・!"#$%&'''()#$%&!

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8. ヒトの作業記憶精度の計測で情報のコンペティション確認→脳解剖的集約構造が認知資源を制限？！

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