【1分脳科学】場所細胞とは

※このノートは個人的に調べたまとめです
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場所細胞とは、ヒッポカンパスという脳の部分にある神経細胞の一種で、動物が特定の空間的な場所にいるときに活動する細胞です。場所細胞は、動物が自分の位置を認識し、空間的な記憶を形成するのに重要な役割を果たしています。

場所細胞は、1971年にジョン・オキーフとジョナサン・ドスタルスキーによって発見されました。彼らは、ラットのヒッポカンパスに電極を挿入し、ラットが箱の中で移動するときに細胞の活動を記録しました。彼らは、特定の細胞がラットが箱の特定の場所にいるときにだけ活動することを発見しました。彼らは、これらの細胞がラットの「空間的な地図」を表していると考えました。

場所細胞は、空間的な環境に応じて自分の活動領域（フィールド）を変えることができます。例えば、同じ箱の中で壁の色や形を変えると、場所細胞のフィールドも変わります。これは、場所細胞が環境の特徴や文脈に敏感であることを示しています。

場所細胞は、他の脳領域とも密接に連携しています。例えば、内側側頭葉皮質（エントライナル皮質）から空間的な情報を受け取ります。また、海馬傍回（サブィキュラム）にある方向細胞や速度細胞などの他の空間的な細胞とも相互作用します。これらの細胞は、動物が向いている方向や移動している速度などを表します。

場所細胞は、人間や他の哺乳類だけでなく、鳥類や爬虫類などの他の動物にも存在します 。場所細胞は、進化的に古い神経メカニズムであり、空間的な認知や記憶に必要な基本的な機能を提供しています 。

脳科学辞典の場所細胞についてまとめ

• 場所細胞は、海馬の錐体細胞で、動物が特定の場所にいるときに発火する細胞です

• 場所細胞は、1971年にO’keefeとDostrovskyによって発見されました。彼らは、海馬が認知地図の主要な要素であるという仮説を提唱しました。

• 場所細胞の発火は、外部環境や内的な状態によって変化し、場所受容野と呼ばれる領域を形成します。

• 場所細胞の発火タイミングは、海馬で観測されるθ波の位相と関連しています。これは、時間符号化と呼ばれる現象です。

• 場所細胞は、位置推定や空間的な記憶に重要な役割を果たします。また、回想記憶や展望記憶などのエピソード記憶にも関与しています。

• 場所細胞は、睡眠中や不動状態でも発火し、発火パターンが再生されることがあります。これは、記憶の整理や強化に関係していると考えられます。

• 場所細胞は、外部環境の変化に応じて再配置されることがあります。これは、パターン分離やパターン完成という能力を反映しています。

• 場所細胞は、加齢や海馬の損傷によってその特性が変化することがあります。

• 場所細胞は、海馬の上流にある嗅内皮質の格子細胞や頭方位細胞などの他の空間的な細胞と相互作用しています。

• 場所細胞は、霊長類では景観細胞と呼ばれることがあります。これは、視点の先にある景観に反応することを示すからです。

場所細胞はどのように機能しますか？

場所細胞の機能については、以下のように説明できます。

• 場所細胞は、ヒッポカンパスという脳の部分にある神経細胞です。

• 場所細胞は、動物が特定の空間的な場所にいるときに活動します。

• 場所細胞は、動物が自分の位置を認識し、空間的な記憶を形成するのに重要な役割を果たします。

• 場所細胞は、空間的な環境や文脈に応じて自分の活動領域（フィールド）を変えることができます。

• 場所細胞は、他の脳領域とも密接に連携し、空間的な情報を受け取ったり、他の空間的な細胞と相互作用したりします。

場所細胞と方向細胞の違いは何ですか？

場所細胞と方向細胞の違いについては、以下のように説明できます。

• 場所細胞は、ヒッポカンパスという脳の部分にある神経細胞です。方向細胞は、海馬傍回（サブィキュラム）という脳の部分にある神経細胞です。

• 場所細胞は、動物が特定の空間的な場所にいるときに活動します。方向細胞は、動物が特定の方向に向いているときに活動します。

• 場所細胞は、動物が自分の位置を認識し、空間的な記憶を形成するのに重要な役割を果たします。方向細胞は、動物が自分の方向感覚を維持するのに重要な役割を果たします。

• 場所細胞は、空間的な環境や文脈に応じて自分の活動領域（フィールド）を変えることができます。方向細胞は、空間的な環境や文脈に関係なく、一定の方向に対して活動します。

• 場所細胞と方向細胞は、互いに相互作用し、空間的な情報を交換します。場所細胞は、方向細胞から受け取った情報をもとに自分のフィールドを更新します。方向細胞は、場所細胞から受け取った情報をもとに自分の活動レベルを調整します。