<概要/Course Content Summary>
神経科学の基礎的事項について,最先端の話題にも触れながら,分子・細胞レベルとシステム・行動レベルの双方の視点から解説する。神経細胞とシナプスにおける情報伝達のメカニズムや,感覚,記憶,運動,高次機能などの神経回路メカニズム等について広範に取り上げる。4人の教員がリレー形式で講義する。 Basic knowledge and up-to-date findings in molecular, cellular and behavioral neuroscience will be surveyed as comprehensively as possible. Main topics are signal transmission mechanisms in neurons and synapses, and neural circuit mechanisms of perceptual, memory, motor and higher-order functions. Four professors cover each of the topics in rotation. (髙森/3回)我々の脳内には数百〜数千億の神経細胞(=ニューロン)が存在し,それらが回路を作り互いに情報を伝達することによって機能を発現する。神経科学の導入として,脳を構成する分子と細胞の種類,ニューロン内での電気信号の発生機序,細胞間での情報伝達を担うシナプス伝達について学ぶ。 (Takamori/3) Our brain consists of several tens to hundred billion neurons, which connect each other to form neural circuits. As an introduction of neurobiology, students will learn the basics on molecular and cellular composition of the brain, and how these components achieve intracellular and intracellular communication, in particular synaptic transmission. (坂場/3回)脳神経系のシナプス伝達,可塑性,そのメカニズムと,その機能的な意味,学習,記憶などにおける役割に関して概説する。一般生理学の立場に立って,分子細胞レベルからのボトムアップ的なアプローチを焦点にして解説するものである。学習記憶そのものに関しての講義ではない。特に予備知識は必要としない。 (Sakaba/3)The topic is about synaptic transmission, plasticity and its implication in learning and ,memory. In particular, the focus in on the bottom-up approach to understand synaptic function. Background knowledge is not required. (櫻井/6回)まず脳の情報処理の特性について,脳とコンピュータの違い,神経細胞集団(セル・アセンブリ)による情報表現とブレイン-マシン・インタフェース,視覚情報処理に見られる可塑性,可塑性が生む脳の個性,に分けて解説する。さらに脳の情報処理が実現する究極の高次機能として,意識と自由意思を取り上げ,それらの研究の方法,現状,今後の展望などについて解説する。 (Sakurai/6)The first topics are issues of original information processing of the brain, e.g., brain and computer, neural coding by cell assemblies, brain-machine interfaces, neural plasticity in vision, and brain individuality. Next topics are issues of very higher-order functions of the brain, e.g., consciousness and free will. Historical and up-to-date findings in these topics will be surveyed as comprehensively as possible. (髙橋/3回)特定の場所を通過した時に高頻度に活動する場所細胞に焦点を当てることで,場所の脳内情報表現,発火頻度や発火タイミングによる情報表現,パターン識別,意思決定,記憶の固定化などについて解説する。そして,関連する文献を読み,議論することで,システム神経科学についての理解を深める。 (Takahashi/3)The main topics of this lecture are neuronal representation, neuronal encoding by firing rates and timings, pattern separation and completion, decision-making, consolidation and so on. We focus on neurons specifically activating when the animal runs at a certain location, called place cells. Recently published articles will be used to foster a better understanding of the system neuroscience.
<到達目標/Goals,Aims>
神経科学の基本的事項について,最先端の話題も踏まえながら,分子機構から高次機能まで広範に理解する。 You will acquire basic knowledge and up-to-date findings in molecular, cellular and behavioral neuroscience.
<授業計画/Schedule>
(実施回/ Week)
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(内容/ Contents)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
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(実施回/ Week)
1
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(内容/ Contents)
脳を構成する分子と細胞(髙森) Molecular and cellular composition of brain
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
2
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(内容/ Contents)
ニューロン膜の特性(髙森) Properties of neural membrane
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
3
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(内容/ Contents)
活動電位の発生とシナプス伝達(髙森) Action potential and synaptic transmission
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
4
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(内容/ Contents)
神経シナプスの動作原理(坂場) Synaptic transmission
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
5
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(内容/ Contents)
シナプス可塑性1(坂場) Synaptic plasticity 1
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
6
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(内容/ Contents)
シナプス可塑性2(坂場) Synaptic plastcity 2
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
7
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(内容/ Contents)
脳の情報処理1:コンピュータとの違い(櫻井) Information processing in the brain 1: Brain and computer (Sakurai)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
8
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(内容/ Contents)
脳の情報処理2:セル・アセンブリによる情報表現(櫻井) Information processing in the brain 2: Information codes (Sakurai)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
9
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(内容/ Contents)
脳の情報処理3:視覚情報処理と可塑性(櫻井) Information processing in the brain 3: Vision and plasticity (Sakurai)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
10
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(内容/ Contents)
脳の情報処理4:可塑性と脳の個性(櫻井) Information processing in the brain 4: Individuality and recovery (Sakurai)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
11
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(内容/ Contents)
究極の高次機能:意識(櫻井) Ultimate Higher Function 1: Consciousness (Sakurai)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
12
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(内容/ Contents)
究極の高次機能:自由意思(櫻井) Ultimate Higher Function 2: Free will (Sakurai)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
13
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(内容/ Contents)
神経細胞の機能:場所細胞(髙橋) Function of the neuron: place cell (Takahashi)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
14
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(内容/ Contents)
脳のパターン識別(髙橋) Pattern separation and completion (Takahashi)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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(実施回/ Week)
15
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(内容/ Contents)
記憶の想起と固定化(髙橋) Recall and consolidation of memory (Takahashi)
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(授業時間外の学習/ Assignments)
紹介した文献を含めた予習と復習
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<成績評価基準/Evaluation Criteria>
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平常点(出席,クラス参加,グループ作業の成果等)
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80%
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講義に対する取り組みの姿勢を総合的に評価する。
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提出物
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20%
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各自の理解度を必要に応じて評価する。
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講義に対する取り組みの姿勢,および基礎的事項の理解度等を総合的に評価する。
<参考文献/Reference Book>
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