2020 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanisms of data abstraction and deductive inference in the prefrontal cortex
| Project Area | Correspondence and Fusion of Artificial Intelligence and Brain Science |
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16H06571
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
坂上 雅道 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (10225782)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 前頭前野 / 大脳基底核 / カテゴリー / 推論 / ニホンザル / 演繹 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
抽象化に基づく推論とは、刺激や反応の抽象化により形成された概念が意味を持つことにより、概念に関係する個々の刺激（あるいは反応）にその意味が敷衍化していくことである。カテゴリー推論は、その例である。ある学校におけるクラスを想定してみると、クラスはカテゴリー（機能的カテゴリー）であり、クラスの学生がカテゴリーのメンバーである。ある学生が授業を欠席しても、クラスメートに宿題が出ていることがわかれば、欠席した学生もその宿題をやらなければならないことはわかる。カテゴリーであるクラスに「宿題をやらなければならない」という「意味」が与えられると、その「意味」はそのカテゴリーに属すすべてのメンバーに敷衍化するからである。
我々はそのような構造をもったカテゴリー推論課題をサルに訓練しニューロン活動の記録を行った。前頭前野外側部（LPFC）のニューロンには、視覚情報の違いに応答するニューロンと、報酬の違いに応答するニューロンと、視覚情報と報酬情報の組み合わせに応答するニューロンがあるが、LPFCニューロンにおける視覚情報は、すべてカテゴリーをコードしていた。刺激がカテゴリーのメンバーであると認識されれば、同様の応答をする。すなわち、刺激によりそれが属するカテゴリーの情報が活性化され、カテゴリーと結びついた意味の情報も活性化されることになる。我々は、このような前頭前野外側部ニューロンの応答が抽象化（この場合カテゴリー）に基づく推論のメカニズムであると考え、現在論文を投稿し、revision中である。
また、複数の刺激と刺激の関係を学習する課題をサルに訓練し、マルチ電極で多数のニューロン活動を記録し、その後刺激にカテゴリー的な意味を与え、課題を再学習する過程で前頭前野外側部からニューロン活動を記録することによって、前頭前野のニューロン群がカテゴリーを作り出していく過程を観察することができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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