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速度細胞は、発火率が動物の環境内での速度に依存するニューロンです。場所細胞、グリッド細胞、 境界細胞、頭の方向細胞とともに、速度細胞は周囲の環境の認知マッピングに関与するより大きなニューロンセットの一部を形成します。速度細胞は嗅内皮質にあります。
背景
2005年にエドヴァルド・モーザーとメイ・ブリット・モーザーがグリッド細胞を発見したことで、グリッド細胞だけが動物の空間的位置を推測するわけではないことが分かりました。グリッド細胞は位置を見つけるために方向と速度に関する情報を使用します。ジェームズ・B・ランク・ジュニアによる頭の方向の発見により、動物の頭の方向または進行方向に関する情報を司る細胞が特定されました。モーザー夫妻は推定される速度細胞を探し続け、2015年に内側嗅内皮質にそのような細胞が存在することを証明することができました。
速度細胞は、動物の速度の変化に応じて発火します。また、場所細胞とは異なり、速度細胞は視覚的な手がかりに依存しないことも判明しました。暗闇は動物の発火率に影響を与えませんでした。細胞のもう 1 つの興味深い特徴は、細胞の発火が動物の将来の速度とよりよく相関していることです。これは、動物の速度が速度細胞によって事前にわかっていることを示唆しています。
実験
モーザー夫妻が行った実験では、ラットは 4 メートルの狭いトラックを走らされました。モジュールは、底のない漫画「原始家族フリントストーン」の車に似ていました。ラットはこの車に誘導され、7、14、21、28 cm/s の速度で走りました。細胞の発火が記録されました。トラックの終わりにラットにはチョコレートが与えられました。読み取り値に対する近くの嗅内細胞の反応を排除するために、2 番目の実験が行われました。この実験では、ラットは 0 ～ 50 cm/s の速度で自由に餌を探しました。
関数
動物の動きに反応して発火する速度細胞は、瞬間的な走行速度をグリッド細胞に提供します。グリッド細胞は、この情報と頭の方向を使用して、認知マップ内での動物の位置を計算します。 [1]
グリッド細胞は、頭の方向細胞、境界細胞、速度細胞、場所細胞とともに、動物の環境に対するさまざまな運動の側面間の相関関係を提供します。[2]
アルツハイマー病は嗅内皮質の損傷を伴います。この領域には認知マッピングに関与する細胞のほとんどが含まれており、これがアルツハイマー病患者が物忘れや道に迷いやすい理由を示唆している可能性があります。エドヴァルド・モーザー氏はまた、人間の GPS の働きを理解することで、嗅覚と記憶の関連など、他の脳機能を理解するための手がかりが得られるとも示唆しています。