覚醒したマーモセットにおける脳波測定 同種の発声を聞く

要約

言語の進化を研究するためには、ヒトの脳のメカニズムとヒト以外の霊長類の脳のメカニズムを比較することが重要です。私たちは、覚醒状態の動物の脳波を非侵襲的に測定する方法を開発しました。これにより、人間と動物に害を与えることなく、長期的に人間と動物の脳波データを直接比較することができます。

要約

音声コミュニケーションは、霊長類の社会的相互作用、特に生存と社会組織において重要な役割を果たします。人間は、言語という形でユニークで高度な音声コミュニケーション戦略を開発しました。ヒトの言語の進化を研究するためには、ヒトの発声処理の根底にある神経メカニズムを解明するとともに、ヒト以外の霊長類と比較することで脳のメカニズムがどのように進化してきたのかを理解する必要があります。本研究では、覚醒状態にあるヒト以外の霊長類の脳波計(EEG)を非侵襲的に測定する方法を開発した。この記録方法により、動物を傷つけることなく長期的な研究が可能になるだけでなく、重要なことに、ヒト以外の霊長類の脳波データとヒトのデータを直接比較することができ、ヒトの言語の進化に関する洞察を得ることができます。本研究では、頭皮脳波記録法を用いて、マーモセットの種特異的な発声に対する脳活動を調査しました。この研究は、頭皮EEGを使用して、音声知覚中のマーモセットの広範な神経表現を捕捉することにより、新しい洞察を提供し、既存の知識のギャップを埋めます。

概要

霊長類は、種固有の発声を使用して、発信者の感情状態や社会的絆を維持する意図、捕食者の存在、またはその他の危険な状況など、生物学的に重要な情報を伝えます。発声が豊富な非ヒト霊長類の発声知覚の根底にある神経メカニズムの調査は、ヒト言語の進化的起源をよりよく理解するための重要な手がかりを提供する可能性があります。

コモンマーモセットは南アメリカ原産の小さな霊長類です。近年、マーモセットは、その高い再現性、小型化による使い勝手の良さ、有用なトランスジェ^{ニック技術の開発など}から、マカクザルと並んでモデル動物として利用されることが増えている^1,2,3。疾患モデルとしての有用性に加えて、グループ内の豊かな発声コミュニケーションは、この種の別のユニークな特徴^です4,5,6,7。マーモセットは、森の見えない同種とコミュニケーションをとるために、日常的に音声信号を交換しています。マーモセットの発声知覚と発声に関与する脳活動を調べることで、マーモセットが脳内で....

プロトコル

すべての実験は、EHUBの動物実験委員会(No.2022-003、2023-104)によって承認され、EHUBが発行した実験霊長類のケアと使用に関するガイドに従って実施されました。実験には、9種類の一般的なマーモセット(Callithrix jacchus、オス6匹、メス3匹、2〜12歳、体重330〜490g)を使用しました。

1. 動物たち

1. マーモセットは、巣箱、木製の止まり木、その他の強化装置を備えた単一のケージに収容します。
2. 部屋を12時間の明暗サイクルの下に維持し、温度と湿度をそれぞれ28±2°Cと40±20%に維持します。
3. 動物に1日2回、アラビアガムやミールワームなどの食物を補給した新世界のサルペレット14gを与えます。 水を自由に提供します。
4. 実験室の音響減衰ボックス内ですべての実験を行います。

2. 設備(図1B ・資料表)

1. 4mmの銀電極を使用します。電極表面のAgClコーティングにより分極を防ぎ、安定した記録を実現します。
2. 使用する amplifier脳波信号を記録するために。....

ディスカッション

麻酔の注意点
ケタミンとキシラジンの両方の投与が試みられており、これらは鎮痛剤であり、したがって長時間の痛みを伴う作業に適していますが、マーモセットは酸素吸入なしで血中酸素レベルの低下を経験する傾向があります⁴⁴。要するに、アルファキサロンは、シェービングやマスク作りなど、痛みのない作業に最も適しているのではないでしょうか?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alfaxalone	Meiji Animal Health	Alfaxan
Amplifier	Brain Products	BrainAmp
Atropine	Fuso Pharmaceutical Industries	Atropine Sulfate Injection
Audio editor	Adobe	Adobe Audition
Data processing software	MathWorks	MATLAB	version R2023a
Data processing toolbox	University of California-SanDiego	EEGLAB
Data processing toolbox	University of California-Davis	ERPLAB
Electric shaver	Panasonic	ER803PPA
Electrode	Unique Medical	UL-3010	AgCl coated (custom)
Electrode gel	Neurospec AG	V16 SuperVisc
Electrode input box	Brain Products	EIB64-DUO	64ch
Glue	3M	Scotch 7005S
Hair removering cream	Kracie	epilat for sensitive skin
Isoflurane	Bussan Animal Health	ds isoflurane
Liquid gum	San-ei Yakuhin Boeki	Arabic Call SS	Gum arabic+water
Liquid nutrition	Nestlé Health Science Company	Isocal 1.0 Junior	Polymeric formula
Maropitant	Zoetis	Cerenia injectable solution
Monitor Camera	Intel	RealSense LiDAR Camera L515
Monkey pellets	Oriental Yeast	SPS
Primate chair	Natsume Seisakusho	Order made
Pulse oximeters	Covident	Nellcor	PM10N
Skin prepping pasta	Mammendorfer Institut für Physik und Medizin	NeuPrep
Slicon tube	AsONE	Φ4 x 7mm
Speaker	Fostex	PM0.3
Synchronization device	Brain Vision	StimTrak
Thermoplastic mask	CIVCO	MTAPU Type Uniframe Thermoplastic Mask 2.4mm