理研、覚醒や注意によって感覚が鋭くなるメカニズムを解明

　理化学研究所の木村塁研究員らによる研究グループは、覚醒や注意によって感覚が鋭くなる時の脳のメカニズムを明らかにした。

　覚醒している時や注意を払っている時に感覚が敏感になることはよく知られているが、その時起きる脳のメカニズムについては解明されていなかった。

　今回の研究では、複数の神経細胞を同時に観察することができる2光子励起カルシウムイメージング法を用いて、遺伝子改変ラットの脳の活動を調べた。その結果、麻酔状態から覚醒状態になると抑制系神経細胞の視覚刺激に対する反応が増大し、興奮性神経細胞の反応が速く減衰することが明らかになった。また、光遺伝学の手法を用いることで、前脳基底核から大脳皮質に投射するアセチルコリン投射系が関与していることも分かった。

　覚醒だけでなく、集中したり強い動機をもって意欲的な行動をするときにも、人の感覚は鋭敏になる。研究チームは今後、覚醒に伴う神経回路機能の変化の研究に加え、注意集中や動機付けのような意欲に伴って、感覚情報処理回路がどのように変化し、その機能が向上するのか、さらにその情報処理回路が感覚情報の変化に対応してどのように効率を変化させていくのかを明らかにしていく予定という。

　このような感覚神経回路機能の動的変化メカニズムを解明することで、ロボットの動作が対象や環境の変化に対応してその場にふさわしいようにする制御回路や、注意によって自動的に機能が変化するウェアラブルコンピュータの制御回路の設計などへの応用につながる可能性がある。

　なお、この内容は7月23日の「Journal of Neuroscience」に掲載されてた。