制止性学習が刺激弁別と習慣形成をもたらす因果的神経機構の検証

• Project/Area Number: 20J00904
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 90030:Cognitive science-related
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 山口 健治 早稲田大学, 文学学術院, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: オペラント行動 / 般化 / 弁別 / 習慣行動 / 目的的行動

Outline of Research at the Start

生体は特定の刺激への反応と報酬との関係を学習すると、類似の刺激に対しても同様の反応を示すようになる（般化）。この般化機能に異常が生じると、自閉症者で見られるような学習した特定の刺激にこだわる症状につながる可能性が考えられる。般化は脳の下辺縁皮質が関わる制止性学習によって実現されていると言われているが、この脳領域は結果の予測を伴なわず同じ行動を繰り返す習慣行動の形成にも関係することが知られる。
本研究ではその点に着目し、刺激弁別と習慣行動を形成する行動実験課題と、自閉症モデル動物や遺伝子操作を用いた神経活動操作を組み合わせて、刺激弁別と習慣形成に寄与する因果的な神経機構を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

令和4年度は前年度から引き続き、刺激弁別および習慣行動を形成するオペラント行動実験課題を実施することで、刺激弁別と習慣形成に寄与する学習メカニズムを調査する実験を行った。本実験課題として、訓練を多数繰り返すことで習慣行動が形成される変動比率スケジュールと、初期訓練段階から習慣行動が形成されやすい変動時隔スケジュールで、弁別刺激として特定の高さの音刺激（S+）を用いてそれぞれ訓練した。また、それぞれの訓練セッション3回に1回の割合で、強化が得られないS+以外の高さの4音（S-）を弁別刺激として提示した般化テスト試行を入れたプローブセッションを実施した。訓練及び般化テストの終了後、低価値化実験を行って両群とも習慣行動が形成されていたことを確認した。
般化テストの結果としてそれぞれの弁別刺激に対する反応割合を解析すると、変動比率スケジュール群ではS+を頂点として高さの近い音から順に高い反応割合を示していたが、変動時隔スケジュール群ではS+のみ反応割合が高く、それ以外のS-同士では同程度の水準で互いに有意差も見られなかった。先行研究では変動時隔スケジュールにおいて般化勾配が鋭くなることから、変動比率スケジュールに比べて刺激性制御が強くなると言われてきた。しかし今回、S+とS－の弁別しやすさによってVI・VRそれぞれの般化勾配の鋭さ、弁別の正確性が変化することを発見した。
また、このような行動の神経メカニズムの解明のため、脳の特定領域に局所的に薬剤を投与する実験系と、光学装置によって神経活動を記録することができるファイバーフォトメトリーシステムの立ち上げを行った。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A behavioural correlate of the synaptic eligibility trace in the nucleus accumbens (2022)
  • Author(s): Yamaguchi Kenji、Maeda Yoshitomo、Sawada Takeshi、Iino Yusuke、Tajiri Mio、Nakazato Ryosuke、Ishii Shin、Kasai Haruo、Yagishita Sho
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 1921-1921
  • DOI: 10.1038/s41598-022-05637-6
  • Peer Reviewed / Open Access