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メタ認知に基づくラットの行動制御の誘導可能性:ニューラルオペラントを用いた検討

Research Project

Project/Area Number 18J00672
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Experimental psychology
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

結城 笙子  同志社大学, 脳科学研究科, 特別研究員(SPD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywordsラット / 記憶 / 確信度 / 電気生理学
Outline of Annual Research Achievements

メタ認知とは、行動制御に注目すると確信度などの内的状態に基づく行動制御であり、こういった行動を示すかに注目することで、ヒト以外の動物でもメタ認知の研究が可能となる。一方で、言語を持たない動物には用いる方略について直接的に教示出来ないため、記憶等の内的な状態を利用することが最も適応的になるよう実験者が設計した課題でも、動物が全く別の方略を用いる可能性を完全に排除することは難しく、動物のメタ認知研究の原理的な問題点とされてきた。
そこで、本研究では記憶課題における記憶の利用や記憶想起への確信度の高さに対応する神経相関を探索した上で、これらの神経指標がみられた試行で正解した場合には報酬を増やし、逆に不正解だった場合は遅延罰を延長するという2次的な条件づけ(ニューラルオペラント)を実施し、ラットが特定の認知的方略に基づいて記憶課題を遂行するように誘導可能かを検討した。昨年度の研究により、すでにラットの内側前頭前野の神経活動が上記の神経相関として有効であることを示す結果を得ている。
平成31年度は、これらの知見に基づき、ラットにおいて課題中にニューラルオペラントを実施した。神経相関とフィードバックの間の時間差が少なくなるように課題を工夫した場合、神経相関があった試行ではセッションの経過に応じて正答率が有意に上昇したが、同様の傾向は神経指標が生じなかった試行では見られない、つまりニューラルオペラントによってラットの課題解決方略を誘導可能であることを示唆する結果を得た。
さらに、本計画の予備的検討であるラット課題と共通の構造を持つ記憶課題を用いたヒトのfMRI実験について、国際的な英語学術専門誌に筆頭著者として論文を投稿し、本年度に受理された。加えて、本研究計画を立案・遂行中に得られた知見に基づいてラットのメタ認知に関する総説を執筆し、これらも国際的な英語学術専門誌に受理されている。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Regulation of action selection based on metacognition in humans via a ventral and dorsal medial prefrontal cortical network2019

    • Author(s)
      Yuki, S., Nakatani, H., Nakai, T., Okanoya, K., & Tachibana, OR
    • Journal Title

      Cortex

      Volume: 119 Pages: 336

    • DOI

      10.1016/j.cortex.2019.05.001

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The utility of internal cognitive states as discriminative cues affecting behavioral adaptation in humans and animals2019

    • Author(s)
      Yuki, S., Sakurai, Y. and Okanoya, K.
    • Journal Title

      Animal Behavior and Cognition

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: 262-272

    • DOI

      10.26451/abc.06.04.06.2019

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The interaction between hippocampus and temporal cortex during memory consolidation and recall2019

    • Author(s)
      Takamiya, S., Yuki, S., Hirokawa, J., & Sakurai Y
    • Organizer
      49th Society for Neuroscience Annual Meeting
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Discrimination learning using USV is affected by the biologically prepared associations between USVs and pleasure/distress2019

    • Author(s)
      Hakataya, S., Saito, Y., Katsu, N., Kamijo, M., Yuki, S., & Okanoya, K
    • Organizer
      The 10th IBRO World Congress of Neuroscience
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Why the fidget spinner is popular?: activation of a reward network during habitual motor movement2019

    • Author(s)
      Nishimura, M., Ono, I., Narukawa, S., Kuze, I., Yuki, S., & Kobayasi, K
    • Organizer
      The 10th IBRO World Congress of Neuroscience
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamics of cell assemblies in hippocampus during memory consolidation and recall2019

    • Author(s)
      Takamiya Shougo, Yuki Shoko, Hirokawa Junya, and Sakurai, Yoshio
    • Organizer
      The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress. Poster presentation
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Search for cell assembly in hippocampus during memory consolidation and recall2018

    • Author(s)
      高宮渉吾・結城笙子・廣川純也・櫻井芳雄
    • Organizer
      次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Metacognitive and non-metacognitive behavior adaptation in rats after degenerated task performance2018

    • Author(s)
      Shoko Yuki, Yoshio Sakurai & Kazuo Okanoya
    • Organizer
      第78回日本動物心理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficient control of tool-use behavior according to the environment in rodents2018

    • Author(s)
      Koichi Tasaka, Shoko Yuki, & Kazuo Okanoya
    • Organizer
      第78回日本動物心理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A preliminary study for matching-to-sample task with tactile stimulus in rats2018

    • Author(s)
      Makiko Kamijo, Clemence Tillet, Shoko Yuki, Noriko Katsu, & Kazuo Okanoya
    • Organizer
      第78回日本動物心理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Production of regular rhythmical action induced by external stimuli in rats2018

    • Author(s)
      Katsu Noriko, Yuki Shoko & Okanoya Kazuo
    • Organizer
      第78回日本動物心理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトとラットを用いたメタ認知とその神経基盤の検討2018

    • Author(s)
      結城笙子
    • Organizer
      新学術領域「共創言語進化」第2回 領域全体会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A possible involvement of the cerebellum in intuitive thought in shogi (Japanese chess) experts2018

    • Author(s)
      Hironori Nakatani & Shoko Yuki
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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