Unraveling neural circuit dynamics in perceptual decision-making under uncertainty.
| Project/Area Number |
23K23998
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
22H02735 (2022-2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 46030:Function of nervous system-related
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology (2023-2024)
Doshisha University (2022) |
|---|
Principal Investigator |
廣川 純也 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究センター, 主任研究員 (40546470)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
|
|---|
| Keywords | 多感覚統合 / 神経振動 / 意思決定の自信 / 不確実性 / 前頭前野 / げっ歯類 / 意思決定 / ウイルスベクター / メタ認知 / 一次視覚野 / 光遺伝学 / 眼窩前頭皮質 / 視覚野 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
動物は不確実な状況下で適切な行動を選択する能力を持つ。過去の研究から、不確実性情報を処理する特定の神経細胞が前頭皮質に存在し、その情報が視覚野に伝わることが示唆されている。この研究では、前頭皮質から視覚野への情報伝達が不確実性による視覚バイアスにどのように関与しているかを調査することで、精神疾患における認知バイアスの理解や、柔軟な行動戦略を修正する人工知能の開発に貢献する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
動物は環境の不確実性を評価し、その状況に適した柔軟な選択を行う。本研究は、嗅覚、視覚、聴覚など異なる感覚情報に基づく知覚意思決定課題を用いて不確実性に基づく知覚認知バイアスの原因になる神経回路の同定を目指す。これまで、研究で嗅覚を用いた意思決定実験系を用い、この行動実験を行っている動物の前頭前野にNeuropixelsプローブを慢性的に留置し多数のユニット活動を計測した上で単一神経細胞に分離していた。今年度はこのデータ解析を行い、特に動物が自らの意思決定の結果に対する確信度に基づいて辛抱強く報酬を待つ戦略を取るセッションと、確信度が低いときには素早く損切りするセッションの間で神経活動動態にどのような相違があるかを解析した。その結果、辛抱強く報酬を待つ戦略をとったセッションのときのほうが多くの神経細胞が分散的にタスク関連情報を表現していることを明らかになった。さらに、や眼窩前頭皮質ー線条体投射細胞を標的としてAAV-retroウイルスベクターを用いて、光遺伝学的（ChR2,Jaws)あるいは化学遺伝学的にその活動を光制御して影響を調べた。ラットが上記行動課題を行っている最中の神経活動操作により、線条体投射細胞の賦活化は報酬待ち時間を短縮させるとともにエビデンス依存性が減弱する傾向にあったが、抑制時は逆向きの効果が現れた。これらの結果は眼窩前頭皮質における不確実性の情報表現が行動戦略として表出される最に読み出されることを示唆している。またこれらの実験系と平行して、マウスの頭部固定実験系を用いた新たにタスクを開発し視覚刺激弁別を行う際にシータ波などの神経振動の修飾があることを明らかにした。また、不確実性下の嗅覚弁別を評価する行動実験系を確立した（Shiotani et al., 2024)。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
４月より申請者の所属の変更のため実験システムの再構築に時間を取られたが、夏以降、実験データの取得・解析は予想以上に進んだ。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は神経活動データの解析を更に進め論文化を急ぐととともに、光遺伝学・化学遺伝学のプロジェクトについては未実施の実験をさらに行い、これまでに得られた行動変容に関する知見を固める。
|
Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
