大脳辺縁系および基底核系による社会的状況での意思決定における計算機構解明

• 研究課題/領域番号: 16K01955
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構 (2017-2018); 玉川大学 (2016)
• 研究代表者: 榎本 一紀 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報工学研究室, 研究員 (10585904)
• 研究分担者: 藤田 一郎 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60181351)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 大脳基底核 / ドーパミン / 線条体 / 報酬 / 社会性 / 霊長類 / 意思決定 / 学習 / 大脳辺縁系 / 神経科学 / 脳・神経 / 社会行動

研究成果の概要

社会的状況における意思決定には、長期的な視点での将来予測が必要である。中脳ドーパミン細胞は長期的な報酬情報を表現し、その情報を大脳辺縁系や大脳基底核に送っており、線条体の投射細胞は長期的な行動の価値をコードし、適切な行動選択に関わっているが、それらの機能的トポグラフィは明らかでなかった。ニホンザルから記録したドーパミン細胞および線条体投射細胞の活動から、ドーパミン細胞には背外側－腹内側軸に沿った長期的報酬価値表現のトポグラフィがみられるが、その情報を受ける線条体投射細胞の活動はそれらを単純に反映しておらず、皮質や視床からの入力も含めた、より複雑な将来報酬情報を表現していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果は、社会的状況などの長期的な将来予測が必要な環境において適切に振る舞うための神経システムの解明に貢献する。特に、ドーパミン細胞とそれらが情報を送っている大脳辺縁系や大脳基底核が関わる意思決定や行動選択に関わる神経回路の機能理解に寄与する。また、それらの神経機能の不調が原因であろうと考えられる運動障害や、依存症や強迫神経症、不安神経症などの神経疾患の解明に役立つことが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Monitoring and updating of action selection for goal-directed behavior through the striatal direct and indirect pathways (2018)
  • 著者名/発表者名: Nonomura S, Nishizawa K, Sakai Y, Kawaguchi Y, Kato S, Uchigashima M, Watanabe M, Yamanaka K, Enomoto K, Chiken S, Sano H, Soma S, Yoshida J, Samejima K, Ogawa M, Kobayashi K, Nambu A, Isomura Y, Kimura M
  • 雑誌名: Neuron 巻: 99(6) 号: 6 ページ: 1302-1314
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2018.08.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct Functions of the Primate Putamen Direct and Indirect Pathways in Adaptive Outcome-Based Action Selection (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda Yasumasa、Yamanaka Ko、Noritake Atsushi、Enomoto Kazuki、Matsumoto Naoyuki、Yamada Hiroshi、Samejima Kazuyuki、Inokawa Hitoshi、Hori Yukiko、Nakamura Kae、Kimura Minoru
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroanatomy 巻: 11 ページ: 1-8
  • DOI: 10.3389/fnana.2017.00066
  • NAID: 120007128860
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of centromedian parafascicular nuclei of thalamus and cholinergic interneurons in the dorsal striatum in associative learning of environmental events. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka K, Hori Y, Minamimoto T, Yamada H, Matsumoto N, Enomoto K, Aosaki T, Graybiel AM, Kimura M.
  • 雑誌名: J Neural Transm (Vienna). 巻: 21 号: 3 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1007/s00702-017-1713-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] サル中脳ドーパミン細胞および線条体投射細胞による部位特異的な将来報酬表現 (2018)
  • 著者名/発表者名: 榎本一紀, 山田洋, 松本直幸, 井之川仁, 木村實
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
  • 国際学会