| 研究課題/領域番号 |
21H02804
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分51020:認知脳科学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
濱口 航介 京都大学, 医学研究科, 准教授 (50415270)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 意思決定 / 予測 / 光遺伝学 / カルシウムイメージング / ２光子カルシウムイメージング / 強化学習 / 高次運動野 / 予測的行動 / システム神経科学 / ２光子顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
動物が合目的な行動を行う時，脳内では，どのような計算がなされているのだろう？過去の報酬履歴を表現する神経細胞はこれまでに多く発見されている．その一方，環境のモデルを用いて予測的な価値表現をする神経細胞の報告は少なく，それらが行動に関わるかどうかも不明である．本研究では，報酬条件が変化する事を学習したマウスを用いて，予測的価値を行動に変換する神経機構を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
柔軟な行動選択には、周囲環境の変化の様子を観察・学習し、変化を予測する事が重要である。本研究ではまず、マウスが予測に基づいて行動できる事を明らかにした。次にカルシウムイメージングによる皮質２次運動野の活動計測から、学習初期には過去の記憶に基づく期待、学習後期では予測に基づく期待が表現される事が明らかになった。光遺伝学により２次運動野の活動を抑制すると、予測的行動選択ができなくなった。これにより、皮質２次運動野が予測的行動選択に重要な脳領域であることが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの研究から、条件が定期的に変化する課題では長期的な学習の結果、動物が報酬条件の変化するタイミングを予期してしまう、という報告が複数存在していた。このような予測的な行動選択に特徴的な神経活動を示す脳領域は複数知られていたが、それらの活動と行動選択との因果関係は明らかではなかった。我々は、課題の報酬条件が定期的に変化する課題を学習させたマウスは、予測的に行動を変化できる事を見出した。またカルシウムイメージングと光遺伝学を用いた本研究により、２次運動野が予測的な行動選択に因果的にも重要であることが明らかにした。この結果は、皮質が担う柔軟な行動選択のメカニズムの一端を明らかにするものである。
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