Elucidating the Neural Basis of Reward- and Punishment-Based Social Behavior

Research Project

Project/Area Number	19K07812
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
Research Institution	National Institute of Information and Communications Technology
Principal Investigator	Enomoto Kazuki 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, 研究員 (10585904)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤田一郎大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60181351)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords	社会性 / 霊長類 / 報酬 / 懲罰 / 大脳基底核 / 意思決定 / 学習 / 大脳辺縁系
Outline of Research at the Start	多くの霊長類は階層性のある社会構造を持ち、行動が相互に影響し合う環境に生きているが、社会関係のなかで適切な行動を選択するために必要な、動物種に共通する神経基盤はいまだ不明である。そこで、本研究では他者に対して報酬や罰を与えられる社会的関係において適切に振る舞うための霊長類に共通する計算システムを明らかにするため、ヒトおよび霊長類の被験体を用いて共通するパラダイムの行動課題を行わせ、行動データおよび神経活動データを記録・操作・解析し、大脳皮質下の基盤的な神経ネットワークシステムの理解を目指す。
Outline of Final Research Achievements	Decision making in social situations requires long-term future predictions. By examining long-term reward information in midbrain dopamine cells and striatal projection cells, I suggested that dopamine cells have a topography of reward-value representation along the dorsolateral-ventromedial axis, while the dorsal striatal cells have a more complex functional topography. I also had subjects learn a social decision-making task involving two participants with estimated social ranks. Behavioral and learning models in social situations were compared, and brain activity manipulations were used to estimate the brain neural networks involved in sociality.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	社会性に関わる脳神経ネットワーク解明において、基盤的な知見を提供し、特に大脳辺縁系および大脳基底核系が中心的な役割を担っている、情動や価値に基づく意思決定・行動発現のメカニズム解明に貢献する。ドーパミン細胞・線条体細胞の変性が原因とされているパーキンソン病や、報酬系の異常が関わる依存症、また、自閉症・うつ病や不安神経症などの神経疾患の原因解明や治療法の開発に寄与することが期待される。