2016 Fiscal Year Research-status Report
脳領野間の機能的断裂症候群の神経力学的メカニズムへの統合神経科学的アプローチ
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25330301
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
山下 祐一 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第七部, 室長 (40584131)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 神経回路モデル / 認知ロボティクス / 計算論的精神医学 / 統合失調症 / 自閉スペクトラム障害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、脳領野間の機能的断裂症候群（disconnection syndrome）の神経力学的メカニズムを、神経回路モデルとロボットを用いた神経ロボティクスと、人を対象とした実験神経科学との統合的方法によって理解することを目的とする。昨年度の研究では、予期せぬ変化が生じうる環境における適応行動の実現には「予測精度の予測」が重要であり、獲得される行動のタイプにも影響を及ぼすことが明らかになった。
本年度の研究では、予測精度の予測に関するパラメータを変化させることによって生じるロボットの振る舞いの変化、神経活動と内部表現の構造と、実際の神経・精神疾患において観察される症状との対応について考察を試みた。
実験では、不確実性の予測が増幅（不確実性を過大評価）、減少（不確実性を過小評価）された両条件において、動的に変化する環境や他者との相互作用における異常が観察された。
神経回路における、予測誤差最小化と、予測精度の予測は、統合失調症をはじめ自閉症や強迫性障害などの多様な神経・精神疾患との関連が示唆されており、本研究の提供する精神症状のシステムレベルのモデルが、これらの疾患の病態理解に貢献することが期待できる。これらの成果は、感覚・運動相互作用レベルから意図や高次認知機能といった抽象度の高いレベルの現象との間を橋渡しするような説明を提供することに成功したと考えられる。
さらに得られた知見を、時系列予測にかかる神経メカニズム、という観点から、情動認知メカニズム研究、時系列データの機械学習、などの関連分野への応用を試みた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、神経・精神疾患の多くの症状が、神経回路における予測誤差最小化にもとづく制御システムの異常として理解できることをロボット実験の結果から検証することができた。特に、予期せぬ変化が生じうる環境における適応行動の実現には「予測精度の予測」が重要であり、行動に大きな影響を及ぼすことを明らかにしてきた。さらに、予測精度の予測に変化が生じると、動的に変化する環境や他者との相互作用における異常が生じることを明らかにした。これらの成果は、精神疾患の病態理解に貢献することが期待できる。
さらに得られた知見を、時系列予測にかかる神経メカニズム、という観点から、情動認知メカニズム研究、時系列データの機械学習、などの関連分野への応用を試みた。
これらの研究成果は、複数の国内会議・国際会議、原著論文として発表した。以上より、研究の目的は十分に達成されていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までで実験はほぼ終了しており、新たな実験を行う予定はない。
これまで行ってきた研究成果の解析をすすめ、成果のまとめ作業を行う。特に、国内会議・国際会議・学術論文として積極的に発表を行っていく。
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| Causes of Carryover |
予定していた実験・解析作業の進捗がスムーズであったため、研究補助員への謝金が必要とならなかったため、予定していた人件費・謝金に余剰が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度に解析を進めていた実験データに、新たに興味深いデータを得ており、広く周知する価値があると考えられるため、国際会議での発表を次年度に行うこととし、未使用学はその経費に充てることとしたい。
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