Revealing the mechanism of the value information generation in the prefrontal cortex using ECoG electrodes

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K16653
• Research Institution: Tamagawa University
• Principal Investigator: 田中 慎吾 玉川大学, 脳科学研究所, 特任助教 (30597951)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 意思決定 / 価値 / ECoG電極 / デコーディング / 大脳皮質 / 前頭前野 / ニホンザル

Outline of Annual Research Achievements

選択肢の価値を元にした意思決定には、選択肢の価値計算や比較が必要であり、前頭前野の様々な領野がこのような機能を担っている。しかし、前頭前野における、学習に伴った価値情報生成メカニズムについてはいまだ詳細は不明なままである。本研究では多点ECoG (Electrocorticogram)電極用いて、コンテクスト依存的な価値を学習中のECoG信号を継続して記録し、価値情報とコンテクスト情報の生成過程を高時間解像度で検証することで、大脳皮質における学習メカニズムの解明を目指す。
そのために、平成29年度は、平成28年度にECoG電極をインプラントしたニホンザルに対して、コンテクスト依存的価値学習課題の訓練を施し、課題遂行中のECoG信号の記録を行った。このコンテクスト依存的価値学習課題では、注視点に注視後、コンテクスト手がかりが提示される。さらに注視を続けることで、報酬手がかりが呈示された後、その手掛かりと関連付けられた報酬を得ることができる。この課題中に選択課題を行うことで、コンテクスト依存的に、報酬手がかりと報酬量との関連を学習できることが分かった。さらに、この学習過程におけるECoG信号を記録し、SLRアルゴリズムをもちいることで、そのECoG信号から報酬価値の情報をデコードすることを試みたが、報酬手がかり呈示中の神経活動から報酬価値をデコードすることができなかった。実験終了後、サルを灌流固定し、大脳皮質上の電極を確認したところ、電極は想定通り、ニホンザル前頭前野の複数領野（LPFC、MPFC、OFC、ACC）にインプラントされていることが確認できた。しかしながら、電極周辺にはある程度の厚みを持った生体組織が付着している様子が観察されたため、この組織によって記録されるECoG信号のS/N比が下がったため、デコーディングが不可能であった可能性が考えられた。