Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
外界の知覚は，感覚刺激だけでなく，脳の内部状態・事前知識に依存する．本研究は，ベイズ理論に注目して，脳が感覚情報と事前知識のバランスを調整し，行動を最適化する機構を検証する．具体的には，マウスの行動実験や神経活動操作と計測，行動モデル化を用いる．脳の最適性が失われた場合，幻聴や妄想に繋がると考える．感覚情報と事前知識を統合する神経基盤の解明は，精神疾患の基礎的理解に繋がる．
外界の知覚は，感覚刺激だけでなく，脳の内部状態・事前知識に依存する．本研究は，ベイズ理論に注目して，脳が感覚情報と事前知識のバランスを調整し，行動を最適化する機構を検証する．具体的には，マウスの行動実験や神経活動操作と計測，行動モデル化を用いる．脳の最適性が失われた場合，幻聴や妄想に繋がると考える．感覚情報と事前知識を統合する神経基盤の解明は，精神疾患の基礎的理解に繋がる．最終年度は，これまでに開発したマウスのベイズ型行動課題時に，内側前頭前野・聴覚野・二次運動野の神経活動を計測した．3領野から合計2万細胞以上の神経活動を計測した．これらの大規模データを解析した結果，内側前頭前野の細胞群は，事前知識と感覚情報を統合し，行動選択に重要な価値関数を表現することを発見した．一方，聴覚野と二次運動野の細胞集団は，それぞれ，音刺激と行動選択を選択的に表現した．これらの結果は，マウスの大脳皮質は，行動選択に重要な要素を，局所的に表現することを示唆する．一方，機械学習でのencoding・decoding解析の結果，事前知識は，上記の3領野の全てで表現されることがわかった．これらの結果は，大脳新皮質が局所表現と大域表現の両方で，ベイズ型行動選択を実装することを示唆する．本年度は，この行動・神経活動計測の結果をまとめ，論文投稿の準備を進めた．一方，ベイズ型行動課題時の神経活動抑制実験も進めた．課題時の内側前頭前野・聴覚野の抑制に向けて，GtACR2を発現したアデノ随伴ウイルスを各領野に注入した．この光遺伝学実験の結果も解析した．
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2022 2021 Other
All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results, Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 2 results) Remarks (1 results)
iscience
Volume: 24 Issue: 8 Pages: 102826-102826
10.1016/j.isci.2021.102826
https://www.iqb.u-tokyo.ac.jp/lab/funamizu/
