時間差分学習と期待効用による遅延報酬強化と異時的選択の脳計算モデル

• Project Area: Elucidation of neural computation for prediction and decision making: toward better human understanding and applications
• Project/Area Number: 26120711
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Keio University (2015); Tokyo Institute of Technology (2014)
• Principal Investigator: 地村 弘二 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (80431766)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2015: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2014: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 衝動性 / 前頭前野 / 線条体 / 意思決定 / 自己制御

Outline of Annual Research Achievements

衝動性に関わる脳機構は，報酬の獲得・消費時に顕著に現れるという予想に基づき，ヒトが数十秒遅延する液体報酬を直接消費している際の脳活動を解析した．液体を飲む際に頭が動くことが懸念されたが，大きさは最小であり，機能的脳画像には大きな乱れがないことを確かめた．さらに，報酬消費中には一次運動野の顎に該当する領域，一次味覚野，および腹側線条体に大きな活動があることを確かめた．
行動実験で推定された遅延割引の大きさと，報酬消費中の脳活動の相関を調べたところ，前頭前野頭極部で大きな負の相関が見られた．すなわち，より衝動的な被験者ほど活動は大きかった．また腹側線条体の前部では，衝動的な被験者に顕著な活動が観察され，後部では，衝動性が高い被験者だけでなく，中庸な被験者にも大きな活動が観察された．
次に，前頭前野頭極部と腹側線条体の機能回路の構造を心理生理交互作用により調べた．前頭前野からは腹側線条体前部，および腹側線条体の前部と後部間につよい機能的結合が観察された．さらに腹側線条体の後部から前部への機能的結合は，より衝動的な被験者で強くなっていることが観察された．
これらの結果は，遅延報酬に対する衝動性に関連した前頭前野・線条体の機能回路機構を示唆している．すなわち，前頭前野の活動が大きくなり，腹側線条体後部からの結合が強くなることによって，腹側線条体前部の活動が大きくなることが衝動性に反映されていることを示唆している．

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。