Research on decision-making and reinforcement learning in animal model of gambling disorder using a mixture of model-free and model-based reinforcement learning task

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21811
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 10:Psychology and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Mizoguchi Hiroyuki 名古屋大学, 医学部附属病院, 准教授 (70402568)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: ギャンブル障害 / モデルベース / モデルフリー / 意思決定

Outline of Final Research Achievements

In this research, we modified reinforcement learning model in two-step sequential visual discrimination learning of complex stimuli in touch-screen task. Moreover, we established the animal model of gambling disorder, which is focus on indirect pathway dysfunction in clinical research suggesting the shared pathology between Huntington's disease and pathological gambling. Further studies need to find best fitting behavioral modeling and parameters.

Free Research Field

神経精神薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究を通して、線条体の神経（間接路）の機能的異常を起こすことで意思決定異常を示すギャンブル障害モデル候補ラットの作成と、SARSA（λ）、時間差（TD）アルゴリズムを使用したモデル化と、シミュレーションプログラムを作成することができた。強迫障害患者や依存症患者は、習慣的システム優位に選択行動するというシステム間のバランス異常が生じていることが分かっているが、脳領域や神経回路の破綻が、精神疾患患者で見られる意思決定異常やシステム間のバランス異常を誘発するかどうかは分かっていない。それゆえ、本研究成果はこれら脳機能障害の解明に向けた実証モデルとして有効かもしれない。