作業記憶関連ニューロンのバイオフィードバックによる随意的制御に関する基礎研究

• 研究課題/領域番号: 20330155
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 実験心理学
• 研究機関: 玉川大学
• 研究代表者: 坂上 雅道 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (10225782)
• 研究分担者: 則武 厚 関西医科大学, 医学部, 助教 (80407684)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円); 2010年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2009年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2008年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: ニホンザル / 前頭前野 / 単一ニューロン活動 / バイオフィードバック / BMI / 認知 / 意図 / 意志 / 思考 / 推論 / サル / 認知発達

研究概要

我々は、遅延課題遂行中のサルからニューロン活動の記録を行うことにより、脳の中で意志や意図がどのようにコードされているかを明らかにするとともに、遅延課題遂行中のサル前頭前野ニューロンの活動を、被験体に視覚的にフィードバックすることにより、サルが自らのニューロン活動を課題の要請に従い制御することができることを示した。これらの結果は、認知型BMIのような、意図を伝達する技術の基礎につながるものと思われる。この成果は、Journal of Neurophysiology(2010)に発表した。

研究成果

• [雑誌論文] Physical Intuitions about Support Relations in Monkeys (Macaca fuscata) and Apes (Pan troglodytes) (2011)
  • 著者名/発表者名: Murai C., Tanaka M., Sakagami M.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Psychology American Psychological Association Vol.125, No.2 ページ: 216-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporally extended dopamine responses to perceptually demanding reward-predictive stimuli. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nomoto,K., Schultz,W., Watanabe,T., Sakagami M.
  • 雑誌名: J Neurosci. 30(32) ページ: 10692-10702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Operant Conditioning of Primate Prefrontal Neurons. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S., Schultz W., Sakagami M.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 103(4) ページ: 1843-1855
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大学における教養教育を通じた脳神経科学リテラシーの向上～ポスト・ノーマル・サイエンスとしての脳神経科学とその科学リテラシー教育～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 原塑,鈴木貴之,坂上雅道,横山輝雄,信原幸弘
  • 雑誌名: 科学技術コミュニケーション 7 ページ: 105-118
  • NAID: 120001896671
  • 査読あり
• [雑誌論文] メタ認知とシステム神経科学-藤田氏の論文を読んで- (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 雑誌名: Japanese Psychological Review. Vol.53, No3 ページ: 295-297
  • NAID: 130007615130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple Neural Circuits in Value-based Decision-making. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M
  • 雑誌名: Attention and Performance 巻: XXIII ページ: 355-369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporally extended dopamine responses to perceptually demanding reward-predictive stimuli. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nomoto K
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 30(32) ページ: 10692-10702
  • 査読あり
• [雑誌論文] Operant Conditioning of Primate Prefrontal Neurons. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 103 ページ: 1843-1855
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大学における教養教育を通じた脳神経科学リテラシーの向上～ポスト・ノーマル・サイエンスとしての脳神経科学とその科学リテラシー教育～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 原塑
  • 雑誌名: 科学技術コミュニケーション 7 ページ: 105-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] 意思決定の脳メカニズム-顕在的判断と潜在的判断- (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 雑誌名: 科学哲学 42-2 ページ: 29-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] 意思決定に関わる2つの神経回路 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 雑誌名: 計測と制御 48 ページ: 4-10
  • NAID: 10024756116
  • 査読あり
• [雑誌論文] 消費者行動の分析における脳科学的手法の可能性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 雑誌名: 計測と制御 48 ページ: 4-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reward prediction based on stimulus categorization in primate lateral prefrontal cortex. (2008)
  • 著者名/発表者名: Pan X
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 11 ページ: 703-712
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human posterior parietal cortex maintains color, shape and motion in visual short-term memory. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki M
  • 雑誌名: Brain Research 1213 ページ: 91-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term Visual Recognition of Familiar Persons
  • 著者名/発表者名: Murai C., Tanaka M., Tomonaga M., Sakagami M.
  • 雑誌名: Places, and Peers by Young Monkeys (Macaca fuscata) Developmental Psychobiology (in press.)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple Neural Circuits in Value-based Decision-making
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M
  • 雑誌名: Attention and Performance XXII (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Operant Conditioning of Primate Prefrontal Neurons
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] 脳科学の現在と未来 (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M.
  • 学会等名: 東京大学科学技術インタープリター養成部門シンポジウム 脳科学とコミュニケーション
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-03-06
• [学会発表] 脳科学の現在と未来 (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M
  • 学会等名: 東京大学科学技術インタープリター養成部門シンポジウム 脳科学とコミュニケーション
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2011-03-06
• [学会発表] Comparison of spike activity and local field potential in lateral prefrontal cortex and striatum (2011)
  • 著者名/発表者名: Pan X., Fan H., Sakagami M.
  • 発表場所: Hokkaido
  • 年月日: 2011-01-11
• [学会発表] Emotional facial expression at the cue timing accelerates reinforcement learning (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N., Haruno M., Sakagami M.
  • 学会等名: The 40th Annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, USA.
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Emotional facial expression at the cue timing accelerates reinforcement learning. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2010
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] Fearful faces enhance cue-reward association learning (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N., Haruno M., Sakagami M.
  • 学会等名: Joint Tamagawa-Keio-Caltech Lecture Course on Neuroeconomics
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Interactive function between lateral prefrontal cortex and striatum (2010)
  • 著者名/発表者名: Pan X., Fan H., Sakagami M.
  • 学会等名: Joint Tamagawa-Keio-Caltech Lecture Course on Neuroeconomics
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] Causal interaction between lateral prefrontal cortex and striatum (2010)
  • 著者名/発表者名: Pan X., Sakagami M.
  • 学会等名: The 33rd annual meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] Emotional facial expression accelerates cue-reward association learning (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N., Haruno M., Sakagami M.
  • 学会等名: 情動を喚起する表情刺激は刺激-報酬連合学習を加速するThe 33rd annual meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] Signal Interaction between Prefrontal Cortex and Striatum in Reward Prediction (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M.
  • 学会等名: The 33rd annual meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Signal Interaction between Prefrontal Cortex and Striatum in Reward Prediction (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakagami, M
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Fearful faces at the cue timing accelerate reinforcement learning compared to neutral face (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N., Haruno M., Sakagami M.
  • 学会等名: 包括脳 脳と心のメカニズム
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] Reward inference by primate prefrontal neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M.
  • 学会等名: 第15回国際比較心理学会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Reward inference by primate prefrontal neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakagami, M
  • 学会等名: 第15回 国際比較心理学会
  • 発表場所: ウェスティンホテル淡路(兵庫県)
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Reward inference by primate prefrontal and striatal neurons, 前頭前野と大脳基底核ニューロンによる報酬の推測 (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakagmi M.
  • 学会等名: Francis Crick Symposium on Neuroscience
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Conferences Asia, China.
  • 年月日: 2010-04-17
• [学会発表] Reward inference by prefrontal and basal ganglia neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakagmi M
  • 学会等名: Francis Crick Symposium on Neuroscience
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Conferences Asia, China
  • 年月日: 2010-04-17
• [学会発表] 意思決定の神経メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 松本仁介医学振興基金シンポジウム「脳神経科学と社会問題」
  • 発表場所: 京都府立医科大学(京都府)
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Model-based and model-free learning by striatal neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Pan X
  • 学会等名: Joint Tamagawa & Caltech Lecture course on DECISION MAKING
  • 発表場所: Tamagawa University, Tokyo
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Two separate decision systems affected by the value of subliminal and supraliminal stimulus in human brain (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto M
  • 学会等名: Joint Tamagawa & Caltech Lecture course on DECISION MAKING
  • 発表場所: Tamagawa University, Tokyo
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Dynamic changes in reward preference represented by monkey lateral prefrontal neurons during a free choice task (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama O
  • 学会等名: Joint Tamagawa & Caltech Lecture course on DECISION MAKING
  • 発表場所: Tamagawa University, Tokyo
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Do monkeys recognize when others care about them? (2010)
  • 著者名/発表者名: Murai C
  • 学会等名: Joint Tamagawa & Caltech Lecture course on DECISION MAKING
  • 発表場所: Tamagawa University, Tokyo
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Emotional facial expressions accelerate reinforcement learning (2010)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N
  • 学会等名: Joint Tamagawa & Caltech Lecture course on DECISION MAKING
  • 発表場所: Tamagawa University, Tokyo
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Brain activity for monetary gain and loss prediction based on salient and ambiguous perception (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M
  • 学会等名: Joint Tamagawa & Caltech Lecture course on DECISION MAKING
  • 発表場所: Tamagawa University, Tokyo
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Signal Interaction between Prefrontal Cortex and Striatum in Reward Prediction (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: Batsheva Seminar on Reward and Decision Making in the Brain
  • 発表場所: Hebrew university, Jerusalem
  • 年月日: 2010-02-17
• [学会発表] Reward inference by monkey prefrontal neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: JSPS-DFG Round Table on 'Cooperative Technology in future
  • 発表場所: Cognitive Technical Systems. JSPS, Tokyo
  • 年月日: 2010-02-08
• [学会発表] Reward Inference by Prefrontal and Striatal Neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: Tougounou International Symposium : New Perspectives on Neural Mechanisms of Cognition and Action
  • 発表場所: Tamagawa University, Tokyo
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] 脳科学で消費者の行動を考える～あなたは自分をどこまで知っていますか～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 東京都消費生活センター消費生活講座
  • 発表場所: 東京都消費生活センター(東京都)
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] Neural Basis for Decision-making (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: Tamagawa University-Hokkaido University Global COE Joint Symposium
  • 発表場所: Tamagawa University, Tokyo
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] Brain activity monetary gain and loss prediction based on salient and uncertain perception (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M
  • 学会等名: Neuroscience 2009
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2009-10-18
• [学会発表] 意思決定と人間の自発性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: シンポジウム:自発性の発現・物質プロセス研究会主催
  • 発表場所: 東京大学山上会館(東京都)
  • 年月日: 2009-10-12
• [学会発表] Reward inference by prefrontal neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: The role of prefrontal cortex in context-de pendent adjustment of executive control
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 脳科学教育研究に向けて・玉川大学の取り組み (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会, サテライトシンポジウム:脳科学教育の現状と理想-バーチャル脳科学専攻設立を目指して-
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] ギャンブルする脳・しない脳 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 玉川大学グローバルCOEシンポジウム:ギャンブル・経済・脳科学・人間はなぜリスクを伴う行動を選ぶのか
  • 発表場所: 日本科学未来館(東京都)
  • 年月日: 2009-09-12
• [学会発表] 意思決定の神経メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 実験社会科学サマースクール2009
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府)
  • 年月日: 2009-08-29
• [学会発表] 玉川大学GCOEについて (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 第73回日本心理学会, シンポジウム:心に関する全日本ネットワークの構築
  • 発表場所: 立命館大学(京都府)
  • 年月日: 2009-08-28
• [学会発表] Multiple brain circuits for decision-making (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: Perspective of Decision Neuroscience : beyond the Biological Approach of Brain Science. IUPS 36^<th> World Congress
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] 神経科学と生命観・社会観 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: シンポジウム:神経科学リテラシー
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2009-05-23
• [学会発表] Reward prediction by prefrontal and striatal neurons. (2009)
  • 著者名/発表者名: Pan X
  • 学会等名: Dynamic Brain Forum 2009
  • 発表場所: 静岡県 ホテルニューアカオ
  • 年月日: 2009-03-03
• [学会発表] Multiple decisions in the brain (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 第1回ニューロソーシャルサイエンスワークショップ
  • 発表場所: 大阪府 大阪大学
  • 年月日: 2009-02-23
• [学会発表] Reward Interface by Monkey and Caudate Neurons. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M
  • 学会等名: 国際ワークショップ“Gambling, Reward, Decisi on Making, and The Prefrontal Cortex"
  • 発表場所: 京都府 京都大学
  • 年月日: 2009-02-01
• [学会発表] 意志決定と前頭前野 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 第18回神経科学の基礎と臨床
  • 発表場所: 大阪府 千里ライフサイエンスセンター
  • 年月日: 2008-12-13
• [学会発表] 意思決定に関わる2つのシステム (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 統合脳シンポジウム領域会議
  • 発表場所: 東京都 学術総合センター
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] Visual responsiveness of primate prefrontal neurons can be modulatedby the biofeedback technique. (2008)
  • 著者名/発表者名: Noritake A
  • 学会等名: Society For Neuroscience 2008
  • 発表場所: Washington, USA
  • 年月日: 2008-11-19
• [学会発表] 意思決定の脳メカニズム (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 日本科学哲学会第41回大会
  • 発表場所: 福岡県 福岡大学
  • 年月日: 2008-10-19
• [学会発表] Influences of stimulus discriminability and choice bias on dopamine activity. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M
  • 学会等名: Workshop on Open Problems in the Neuroscience of Decision Making in Okinawa.
  • 発表場所: 沖縄県 SeasideHouse
  • 年月日: 2008-10-17
• [学会発表] ヒトにおける報酬関連脳活動と知覚的曖昧性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 日本動物心理学会第68回大会
  • 発表場所: 茨城県 常盤大学
  • 年月日: 2008-09-13
• [学会発表] 消費者行動の分析における脳科学的手法の可能性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 内閣府国際消費者政策シンポジウム
  • 発表場所: 東京都 三田共用会議所
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] Multiple neural circuits for reward prediction. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M
  • 学会等名: 高麗大学学際的国際シンポジウム“Brain and Society"
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2008-07-31
• [学会発表] Dual Brain Processes for Reward Anticipation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakagami M
  • 学会等名: International Symposium on Attention and Performance XXII
  • 発表場所: Vermont, USA
  • 年月日: 2008-07-14
• [学会発表] 直感的思考の神経メカニズム (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 平成20年度特定領域研究「統合脳」夏のワークショップ
  • 発表場所: 北海道 北海道厚生年金会館
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] Brain activity for monetary loss prediction based on ambiguous perception. (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本愛実
  • 学会等名: 平成20年度特定領域研究「統合脳」夏のワークショップ
  • 発表場所: 北海道 北海道厚生年金会館
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] サル前頭前野ニューロンの遅延期間活動フィードバックによる応答特性変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 則武厚
  • 学会等名: 平成20年度特定領域研究「統合脳」夏のワークショップ
  • 発表場所: 北海道 北海道厚生年金会館
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] 『直感的思考の神経メカニズム』について (2008)
  • 著者名/発表者名: 野元謙作
  • 学会等名: 平成20年度特定領域研究「統合脳」夏のワークショップ
  • 発表場所: 北海道 北海道厚生年金会館
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] Functional roles of prefrontal cortex and striatum in reward process. (2008)
  • 著者名/発表者名: Pan X
  • 学会等名: 平成20年度特定領域研究「統合脳」夏のワークショップ
  • 発表場所: 北海道 北海道厚生年金会館
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] 意思決定課題におけるドーパミン細胞による報酬予測の遷移 (2008)
  • 著者名/発表者名: 坂上雅道
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会2008
  • 発表場所: 東京都 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] Dissociable roles of lateral prefrontal cortex and striatum for reward prediction. (2008)
  • 著者名/発表者名: Pan X
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会2008
  • 発表場所: 東京都 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2008-07-09
• [図書] Decision Making, Affect and Learning (Delgado, M et al., eds.)(Multiple Neural Circuits in Value-based Decision-making. Attention and Performance vol. XXIII) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M., Pan X., Nomoto K., Sakagami M.
  • 出版者: Oxford Press
• [図書] Advances in Cognitive Neurodynamics (II) Proceedings of the second international conference on Cognitive Neurodynamics (ed. Wang R. and Gu F.)(Category inference and prefrontal cortex.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Pan X., Sakagami M.
  • 出版者: Springer.