社会行動の行動変容を生む脳ダイナミクスの解読と操作

• Project Area: Deciphering and Manipulating Brain Dynamics for Emergence of Behaviour Change in Multidimensional Biology
• Project/Area Number: 22H05155
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (III)
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: 春野 雅彦 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 室長 (40395124)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邉 慶 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (00772740)
• Project Period (FY): 2022-06-16 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥111,930,000 (Direct Cost: ¥86,100,000、Indirect Cost: ¥25,830,000); Fiscal Year 2025: ¥23,920,000 (Direct Cost: ¥18,400,000、Indirect Cost: ¥5,520,000); Fiscal Year 2024: ¥23,790,000 (Direct Cost: ¥18,300,000、Indirect Cost: ¥5,490,000); Fiscal Year 2023: ¥23,270,000 (Direct Cost: ¥17,900,000、Indirect Cost: ¥5,370,000); Fiscal Year 2022: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
• Keywords: 行動変容 / 帯状回 / 扁桃体 / fMRI / 計算モデル

Outline of Research at the Start

本研究では社会行動課題を用い、1)社会行動中のヒトが、複数のゴールを重み付けし、意思決定する脳ダイナミクスを、行動選択、反応時間、顔面表出、皮膚温度、眼球運動、心拍を含む多次元脳動態の解析に基づきモデル化することで解明する。さらに、2) 深部刺激が可能なdouble-cone coilによるTMS、集束超音波刺激、DecNef法に基づく脳活動操作実験を行い、多次元脳動態と社会行動変容の因果関係を示す。また、3) ヒトとの相同課題を用いてマカクザルが示す社会行動における行動変容を解析・操作することで、細胞レベルでの脳動態を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

向社会・自己行動の選択はヒト社会におけるもっとも重要な意思決定の一つである。本研究では、この向社会・自己行動の選択の神経機構をヒトとマカクザルを対象に行動変容の立場から明らかにすることを目標とする。ヒトでは、最後通牒ゲームにおける不公平な提案を受理するか拒否するか決める行動選択とその反応時間に対し、自己の報酬額よりも、相手が自分よりどれだけ多いかを示すDisadvantageの効果の方が大きいことを明らかにした。また、不公平な提案を受理する際の反応時間もDisadvantateに対する感度でおおまかに決まることを明らかにした。さらにその神経機構として、Disadvantateに相関する背測帯状回皮質の活動がDisadvantageに対する扁桃体の活動を抑制しており、背測帯状回皮質と扁桃体の機能結合が反応時間と相関することを見出した。つまり、自己の報酬を最大化する選択をする場合にもその反応時間は不公平に対する脳活動を抑制するプロセスによって規定されていることが分かる。また、この扁桃体の活動を非侵襲的に操作するために経頭蓋集束超音波刺激装置を導入し、顔表情判断課題を行うfMRI実験を行った。その結果、超音波刺激後に扁桃体の活動が減少し、恐怖表情の判断精度が低下することを見出した。
マカクザルを対象とした実験では、研究分担者である大阪大学の渡邉慶准教授が、マカクザルに自己の報酬と相手へのエアパフ刺激のペアとして大・大か小・小を選ぶ課題を訓練した。その結果、マカクザルが自分の報酬を犠牲にして相手のエアパフを小さくすることを見出した。現在は今後の超音波刺激実験に向けた準備を行っている段階である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヒトの向社会・自己行動を決める基礎的なプロセスを特定し、超音波刺激実験の準備実験を完了した。マカクサルの社会実験において基礎的なセットアップを完了し、超音波刺激実験に進める段階となった。

Strategy for Future Research Activity

今後はヒト、マカクザルにおける集束超音波刺激実験を推進するとともに、マカクザルで行っている実験課題と相同の課題をヒトfMRI実験を実施し、両者を密接な連携のもと推進する。

Research Products

• [Journal Article] Gender differences in guilt aversion in Korea and the United Kingdom (2022)
  • Author(s): Tsuyoshi Nihonsugi, Toshiko Tanaka and Masahiko Haruno
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12(1) Issue: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-022-12163-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The initial decrease in 7T-BOLD signals detected by hyperalignment contains information to decode facial expressions (2022)
  • Author(s): Tanaka Toshiko、Okamoto Naohiro、Kida Ikuhiro、Haruno Masahiko
  • Journal Title: NeuroImage Volume: 262 Pages: 119537-119537
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2022.119537
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Natural Language Content Mediates the Association Between Active Interactions on Social Network Services and Subjective Well-Being (2022)
  • Author(s): Mori Kazuma、Hadjur Hugo、Haruno Masahiko
  • Journal Title: Cyberpsychology, Behavior, and Social Networking Volume: 25 Issue: 10 Pages: 678-685
  • DOI: 10.1089/cyber.2021.0340
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Resting functional connectivity of the left inferior frontal gyrus with the dorsomedial prefrontal cortex and temporoparietal junction reflects the social network size for active interactions (2022)
  • Author(s): Mori Kazuma、Haruno Masahiko
  • Journal Title: Human Brain Mapping Volume: 43 Issue: 9 Pages: 2869-2879
  • DOI: 10.1002/hbm.25822
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ランクとタスクの結果は、社会的支配志向と社会的評価の間のリンクをどのように影響するか (2023)
  • Author(s): 張強、春野雅彦
  • Organizer: 日本神経科学大会
• [Presentation] VR 飛行体験は高所での恐怖反応を減少させる (2023)
  • Author(s): 藤野美沙子、春野雅彦
  • Organizer: 日本神経科学大会
• [Presentation] ハーフボリュームヘッドコイル構成で前頭部と皮質下の fMRI 信号を補足受信コイルで回収する (2023)
  • Author(s): 袁雨聡、春野雅彦
  • Organizer: 日本神経科学大会
• [Remarks] 脳情報と社会行動グループ
  • URL: https://cinet-decision-lab.nict.go.jp/