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2017 Fiscal Year Annual Research Report

予測誤差に基づく昆虫の学習

Research Project

Project/Area Number 15J01414
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

寺尾 勘太  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Keywords記憶 / 学習 / 予測誤差 / オクトパミン / ドーパミン
Outline of Annual Research Achievements

研究計画では、オクトパミン(OA)ニューロンとドーパミン(DA)ニューロンがそれぞれ、報酬学習と忌避学習時に予測誤差を伝達するとの仮定を立て、3つの実験計画を立案した。
実験1: 罰学習におけるDAニューロンの機能解析については、順調に進行した。昨年度までの実験結果をとりまとめ、報酬学習と同様に、匂いと忌避刺激の連合学習に対してブロッキングおよびオートブロッキング現象が起こることを確認した。結果、昆虫の忌避学習が予測誤差に基づくことが確認できた。これらの研究内容をまとめ、査読付き国際誌へ論文を投稿した。さらに、これまでの研究内容をまとめた総説を査読付き国際誌へと準備中である。
実験2: 脳内OAニューロンの同定 および 実験3: 学習時におけるOAニューロンおよびDAニューロンの電気生理学的解析 については進捗が見られたものの、期待された成果は得られなかった。昆虫の記憶関連領域であるキノコ体にオクトパミンニューロンが投射していることを昨年度、確認した。先行研究からドーパミンニューロンがキノコ体の投射することは報告があったため、これらニューロンを活動記録の標的細胞として有力な候補とした。キノコ体から各ニューロンの活動記録を試みたものの、十分な成果は得られなかった。
最後に、研究計画を発展させて、overexpectation と呼ばれる学習現象の解析を行った。予測誤差に基づく学習理論の予測とよく一致する成果を得た。これは予測誤差に基づく学習理論のさらなる懸賞の足掛かりとなることが期待される。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 Other

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

  • [Journal Article] Roles of dopamine neurons in mediating the prediction error in aversive learning in insects2017

    • Author(s)
      Terao Kanta、Mizunami Makoto
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-017-14473-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アリは巣仲間と交流してストレスから回復する2017

    • Author(s)
      長谷川英祐, 青沼仁志, ○寺尾勘太, 小楠なつき, 大久保祐作, 渡邊紗織, 三上俊太, 藤田悠介, 水波誠, 村上優花
    • Organizer
      行動2017 日本動物関連学会・研究会 合同大会
  • [Presentation] コオロギの罰学習におけるブロッキング現象2017

    • Author(s)
      ○Kanta TERAO, Makoto MIZUNAMI
    • Organizer
      日本動物学会第88回富山大会
  • [Presentation] Prediction error theory in insects; blocking experiment and pharmacological evaluation2017

    • Author(s)
      ○Kanta TERAO, Yukihisa MATSUMOTO, Makoto MIZUNAMI
    • Organizer
      The 44th Naito Conference “Decision Making in the Brain―Motivation, Prediction, and Learning”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prediction error theory in insects; comparative analyses produce insights for general learning rules2017

    • Author(s)
      ○Kanta TERAO, Makoto MIZUNAMI
    • Organizer
      日本基礎心理学会第36回大阪大会
  • [Remarks] コオロギも「ビックリ」したときに記憶する

    • URL

      https://academist-cf.com/journal/?p=6298

URL: 

Published: 2018-12-17  

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