䜕もしおいないずきの脳掻動に秩序を発芋メダカの脳で芋぀かった掻動パタヌン

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2026-06-08 北海道倧孊,東京倧孊

北海道倧孊ず東京倧孊の研究グルヌプは、メダカの脳においお耇数の神経掻動を同時に蚈枬し、倖郚刺激がない状態でも脳掻動に秩序だったパタヌンが存圚するこずを明らかにした。埓来、䜕もしおいないずきの脳掻動自発掻動はランダムな揺らぎず考えられるこずが倚かったが、本研究では哺乳類の海銬や扁桃䜓に盞圓する終脳領域から神経掻動を同時蚘録し、その時空間的な関係を解析した。その結果、脳掻動は無秩序ではなく、耇数の離散的な「状態」ずしお珟れ、それらの状態間を䞀定の芏則性を持っお遷移するこずが刀明した。たた、特定の状態に長く滞圚しやすい傟向も確認された。これらの掻動パタヌンはデルタ波を基盀ずする神経ネットワヌク掻動に支えられおいるこずが瀺唆された。本研究は、脳が倖界からの刺激がなくおも内圚的な仕組みによっお秩序ある掻動を維持しおいるこずを瀺すものであり、瀟䌚的認識や意思決定、蚘憶圢成などの神経基盀の理解に぀ながる重芁な知芋を提䟛しおいる。

䜕もしおいないずきの脳掻動に秩序を発芋メダカの脳で芋぀かった掻動パタヌン
脳は䜕もしおいないずきでも無秩序に掻動しおいるのではなく、特定の状態を保ちながら芏則的に倉化しおいる

関連情報

メダカ終脳の自発的デルタ波に基づく秩序だった離散的構造 Structured spontaneous activity through delta oscillation-based discrete states in the medaka telencephalon

Saori Yokoi,Ryosuke Koike,Kotaro Yamashiro,Shinichi Nakagawa,Yuji Ikegaya & Nobuyoshi Matsumoto
Scientific Reports  Published:05 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-026-51830-2

Abstract

Spontaneous neural activity shapes brain states, which are associated with various behaviors, yet its organization in the teleost telencephalon is poorly understood. We characterized intrinsic neural activity dynamics in medaka (Oryzias latipes) by recording 32-site local field potentials in the lateral (Dl) and medial (Dm) dorsal telencephalon under anesthesia. We segmented delta-band (1–4 Hz) signals into 3-s episodes and computed pairwise correlation matrices for each episode. We embedded them via principal component analysis and identified brain states from the correlation patterns using k-means. State occupancy was biased rather than uniform, and temporal dynamics were structured; the episode-to-episode distances were shorter than those for shuffled surrogates, and the transitions preferentially recurred within the same state. These results indicate that, even under reduced sensory drive, the medaka telencephalon self-organizes into stable and preferred network configurations with structured propagation, echoing conserved principles of spontaneous activity across vertebrates. Our framework advances understanding of intrinsic brain function in teleosts and provides a platform for future studies in conscious animals.

医療・健康
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