学習と記憶：運動企図中の運動前野で見られるロバストな神経活動動態

神経活動は過去と未来の事象をつなぐ神経表現を数秒以上にわたって維持する。ネットワークモデルで、持続性や漸増性・漸減性の活動を作り出すことは可能だが、こうした緩徐な動態で重要な正のフィードバックは、外からの擾乱を受けやすい。今回、マウスの運動前野に電気生理学と光遺伝学による擾乱を用い、運動企図中の持続的神経表現のロバストネスについて検討した。その結果、運動準備活動は、片側の大規模な活動抑制に対して極めてロバストであることが分かった。すなわち、特定の未来の運動を駆動する詳細な神経活動動態は、ネットワークによって迅速かつ選択的に回復した。両側の運動前野を活動抑制した後は、選択性は回復しなかった。従って、片側半球への擾乱は、反対側の半球からの情報によって修正される。脳梁二分実験から、左右の運動前野は、運動準備活動を独立に維持できることも確かめられた。今回運動前野で見られたような、選択的に結合したモジュール間の冗長性は、ロバストな制御システムの1つの特徴である。これらの原理を組み込んだネットワークモデルは、実測データと符合するロバストネスを示す。

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