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Elucidation of neuronal circuits for proactive metacognition based on imagination for the future and others in primates

Research Project

Project/Area Number 22H00092
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 10:Psychology and related fields
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

宮本 健太郎  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (20778047)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥41,730,000 (Direct Cost: ¥32,100,000、Indirect Cost: ¥9,630,000)
Fiscal Year 2024: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2023: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Keywords意思決定 / メタ認知 / 脳機能イメージング / 社会性 / 社会的意思決定 / 想像力 / 展望的認知 / 霊長類 / 機能的MRI / 経頭蓋超音波刺激法
Outline of Research at the Start

心や認知の状態を自己評価する能力は「メタ認知」と呼ばれ、ヒトや動物の意識的な行動に欠かせない。未来および他者の認知を予測する展望的・社会的メタ認知は、探索的な行動生成・学習のため特に重要である。本研究ではまずヒトとサルにおける神経メカニズムを機能的MRI法や電気生理学的記録法を用いて明らかにし「自己意識」や「他者への想像力」の進化的起源を解明する。次に経頭蓋超音波刺激法等による脳深部刺激技術を開発し、神経活動と行動の因果性を証明する。得られた知見を教育やリハビリテーション分野へ波及させる。

Outline of Annual Research Achievements

自身のメタ認知能力を、他者の知覚成績の予測のために投影して用いる社会的メタ認知能力の神経基盤について、健常ヒト成人を対象にしたfMRI・TMS研究によって明らかにした。前外側前頭葉が社会的メタ認知に基づいた他者の認知成績予測に欠かせない役割を果たすのに対して、頭頂側頭接合部は学習によって他者の行動を推測する働きを担うことを解明した。とりわけ、前外側前頭葉の活動量はmeta-d'の指標で測られる社会的メタ認知能力と相関し、前外側前頭葉の活動を不活性化すると、メタ認知能力は障害を受けるが、知覚能力には影響が及ばないことが分かった。
展望的メタ認知能力の神経基盤をマカクとヒトで比較する研究を進めた。前年度までにfMRI解析を行い、神経相関を同定していた。本年度は、経頭蓋超音波刺激法を用いて、内的な不確実性の評価に関わる腹側前頭葉、外的不確実性の評価に関わる前頭眼窩皮質の活動をそれぞれ非侵襲的に阻害することで、この二つの領域が、視覚意思決定に先行するメタ認知比較判断において、二重乖離した働きを担うことを明らかにした。従来マカクにおけるヒトの前外側前頭葉領域の解剖学的相同領域は存在しないと考えられていたが、この研究によって、その機能的相同領域が明らかになった。
展望的メタ認知に基づいた反実仮想と思考実験のメカニズムに関する前頭極と全外側前頭葉の役割に関する新モデルを提案する総説、霊長類の回顧的メタ認知、展望的メタ認知の神経回路動態に関する総説を執筆し、査読の後、公開した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

ヒトの社会的メタ認知、マカクの展望的メタ認知のプロジェクトに関して、それぞれ、収集したデータの解析を完了した。前者に関しては、成果をまとめた原著論文が査読中、後者については、原著論文を執筆中である。

Strategy for Future Research Activity

経頭蓋超音波法が脳活動にもたらす効果について、マカクに経頭蓋超音波イメージング法を適用して検証する。具体的には、刺激のシーケンスや強度を変化させて、脳活動抑制効果の空間的・時間的なプロファイルを明らかにする。この予備的検討によって、経頭蓋超音波刺激法のプロトコールを洗練させて、社会的意思決定課題を遂行中のマカクに適用し、マカクの社会的メタ認知の神経基盤を明らかにする。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 10 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Oxford/University College London/University of London(英国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Monash University(オーストラリア)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] McGill Univeysity(カナダ)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Neural circuits for retrospective and prospective introspection for the past present and future in macaque monkeys and humans2024

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 201 Pages: 46-49

    • DOI

      10.1016/j.neures.2024.02.003

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Imagining the future self through thought experiments2023

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Journal Title

      Trends in Cognitive Sciences

      Volume: 27 Issue: 5 Pages: 446-455

    • DOI

      10.1016/j.tics.2023.01.005

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] メタ認知機能と進化2023

    • Author(s)
      宮本健太郎
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 41 Pages: 1639-1642

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The neural basis for metacognition-based understanding of other people's intentions and group decision-making2024

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      Toyota Konpon Research Institution Symposium: The role of the individual and the group in unexplored exploration
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Neural mechanisms for prediction of success by the self and others for future decision making in primates2024

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Frontend Brain Science Yamanashi GLIA Center: University of Yamanashi
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Neural Mechanisms to Anticipate Success by the Self for Future Decision Making in Humans and Macaques2024

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      IAS Conference on Application of New Technologies to Nonhuman Primate Models
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Macaque task fMRI: from setting up the experimental system to the publication strategy2024

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      5th Research Conference on New Monkey Brain Technologies
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Confidence in familiarity and novelty are merged in the posterior parietal cortices2024

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      JACI Brain Science Subcommittee. organised by Association for the Promotion of New Chemical Technology Life Science Technology Subcommittee
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Neural circuits for prediction and comparisons of the chance of success between the self and others for future decision making2024

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      Max Planck Institute for Biological Cybernetics Seminar
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Exploring the evolutionary origins of human intelligence through functional brain imaging in macaque monkeys2023

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      The 166th Conference of the Japanese Society of Veterinary Science
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Elucidating the neural circuits that predict and compare the probability of success of self and others for future decision making2023

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      NIPS symposium: Brain Mechanisms that Create Value Judgments: Can we capture the scalability of neural circuits from dots and lines?
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Investigation of the neural basis of learning and inferring others' metacognition2023

    • Author(s)
      Mingming Lin and Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      第7回ヒト脳イメージング研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Elucidation of neural mechanisms responsible for abstract representation of objects via 'visual symbolic icons'2023

    • Author(s)
      Mika Baba and Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      第7回ヒト脳イメージング研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 日本語版General Risk Propensity Scale(GRiPS)信頼性および妥当性の検討2023

    • Author(s)
      林 明明・宮本健太郎
    • Organizer
      日本心理学会第87回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 霊長類の未来の成績を予測するための知覚体験に対する展望的社会メタ認知2022

    • Author(s)
      宮本 健太郎、Nadescha Trudel、Nicholas Shea、Matthew FS Rushworth
    • Organizer
      第45回日本神経科学学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Prospective metacognition for subjective evaluation of future self and others in primates.2022

    • Author(s)
      Kentaro Miyamoto
    • Organizer
      The 15th Annual Meeting of Chinese Neuroscience Society (CNS2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] Where the brain weighs information for decisions

    • URL

      https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/rr/20220705_1/index.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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