Analysis of basal ganglia based on the reinforcement learning theory

• Project/Area Number: 18700383
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neurophysiology and muscle physiology
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: UEDA Yasumasa Kyoto Prefectural University of Medicine, 医学研究科, 助教 (60332954)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,710,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2008: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 大脳基底核 / 強化学習 / 行動選択 / 線条体 / 淡蒼球 / ドーパミン

Research Abstract

大脳基底核線条体の投射細胞には、ドーパミンD1受容体を持ち淡蒼球内節へ投射する直接路とドーパミンD2受容体をもち淡蒼球外節から視床下核を経て淡蒼球内節へ投射する間接路の異なる二つの経路が存在する。今回これらのドーパミン受容体をそれぞれの拮抗薬で阻害したときの動物の試行錯誤学習課題における影響を調べたところ、D1受容体拮抗薬の注入によって報酬の履歴を反映した適切な行動選択が障害された。一方、D2受容体の拮抗薬ではD1受容体拮抗薬の注入によって見られたような障害は現れなかった。このことから、淡蒼球内節には報酬履歴に基づいた行動選択に必要な情報が送られていることが示唆された。

Research Products

• [Presentation] Adaptation of reward-based free-choices is impaired by D1 but not D2 dopamine receptor antagonist in the striatum (2008)
  • Author(s): Y. Ueda (発表者), K. Yamanaka, K. Samejima, K. Doya and M. Kimura
  • Organizer: Society for Neuroscience 2008 Washington DC Mon
  • Place of Presentation: Washington
  • Year and Date: 2008-11-17
• [Presentation] Adaptation of reward-based free-choices is impaired by D1 but not D2 dopamine receptor antagonist in the striatum (2008)
  • Author(s): Ueda Y, Samejima K, Yamanaka K, Doya K. & Kimura M.
  • Organizer: The 38th annual meeting of Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC, USA
  • Year and Date: 2008-11-17
• [Presentation] 線条体の行動価値と皮質-基底核回路の強化学習モデル (2007)
  • Author(s): 鮫島 和行
  • Organizer: Neuro2007 第30回神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] Selective impairment of reward-based adaptive choice of actions by intra-striatal injection of dopamine D1 receptor antagonist (2007)
  • Author(s): Y. Ueda (発表者), K. Samejima, K. Doya and M. Kimura
  • Organizer: 第30回日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] ドーパミンD1受容体阻害剤注入による、試行錯誤学習課題に及ぼす影響 (2007)
  • Author(s): 上田 康雅
  • Organizer: Neuro2007 第30回神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] Representation of value of action, action and its outcome in sub-populations of striate neurons (2006)
  • Author(s): Y. Ueda (発表者), K. Samejima, K. Doya and M. Kimura
  • Organizer: 第29回日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2006-07-21
• [Book] Sensorimotor Learning and the Basal Ganglia. In : Encyclopedia of Neuroscience (2008)
  • Author(s): M. Kimura and Y. Ueda
  • Total Pages: 4399
  • Publisher: Eds. Binder MD, Hirokawa N, Windhorst U. Springer
• [Book] Encyclopedia of Neuroscience (分担執筆Sensorimotor Learning and the Basal Ganglia の項) (2008)
  • Author(s): Kimura M. & Ueda Y.
  • Total Pages: 4399
  • Publisher: Springer