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メタ認知の適応的意義を探る:構成論的手法による仮説探索と実験による検証

研究課題

研究課題/領域番号 23K22371
補助金の研究課題番号 22H01100 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分10040:実験心理学関連
研究機関東京大学

研究代表者

結城 笙子  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (60828309)

研究分担者 後藤 和宏  相模女子大学, 人間社会学部, 教授 (20546725)
中谷 裕教  東海大学, 情報通信学部, 准教授 (30333868)
外谷 弦太  東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任助教 (70847772)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2022年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワードメタ認知 / 校正論的手法 / 比較認知 / ラット / マウス / ヒト / 脳活動計測 / 構成論的手法 / 多細胞記録 / 脳波 / 確信度 / fMRI
研究開始時の研究の概要

本研究は、動物のメタ認知研究の知見を反映させたシミュレーションによる仮説探索と、その仮説に基づいた行動・神経記録実験による仮説の実証と神経機序の解明により、メタ認知の進化過程に関する妥当な仮説の提案を目指す。
具体的には、まず記憶状態などの内部状態に基づいて行動を学習可能なメタ認知エージェントを用いた学習・進化シミュレーションを行い、メタ認知を持つことが何らかの形で学習や進化に寄与する条件を探索する。これらの知見と、ヒトや動物の行動・神経記録実験から得られたデータを統合することにより、メタ認知の進化シナリオに関する生態学的妥当性の高い仮説を導き、その適応的意義を解明する。

研究成果の概要

本研究は、メタ認知を確信度など自己の内的状態に基づく行動制御と捉え、動物実験とシミュレーションを融合して、その進化を可能にした機能と神経基盤を明らかにすることを目的とした。研究期間中、強化学習に基づく計算論的モデルによりメタ認知の機能的意義を定式化し、エージェントシミュレーションを通じてその機能と進化条件に関する仮説を得た。さらに、ラット・マウス・ヒトを対象とした実験により、メタ認知的な行動の制御変数と、それを支える神経的基盤に関する複数の新たな知見を得た。今後は、得られた成果を速やかに学術論文として公表し、次の研究展開へとつなげる予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、メタ認知の機能的側面を記述する汎用的な計算モデルの不在は、国際的にも重要な課題として指摘されている(Jozefowiez, 2022, Learning & Behavior)。本研究は、動物心理学とエージェントシミュレーションという異なるアプローチを統合することで、メタ認知の機能的側面を記述可能な計算モデルを提案し、そのメカニズムや神経実装に関する知見を得た点に意義がある。とくに、本研究の成果は、実験的に直接検証することが困難であったメタ認知の進化的獲得過程に関して、間接的な実証を通じた新たな理論的枠組みを提供するという点で、学術的に重要な貢献をなす。

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2025 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Implicit manifestation of prospective metacognition in betting choices enhances its efficiency compared to explicit expression2025

    • 著者名/発表者名
      Nagamura Hidekazu、Onishi Hiroshi、Kobayasi Kohta I.、Yuki Shoko
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 19 ページ: 1490530-1490530

    • DOI

      10.3389/fnhum.2025.1490530

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strain differences between C57Bl/6 and DBA/2 mice (Mus musculus) in delayed matching and nonmatching-to-position tasks: impact of sample responses and delay intervals2025

    • 著者名/発表者名
      Goto Kazuhiro
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 13 ページ: e19200-e19200

    • DOI

      10.7717/peerj.19200

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective modulation from the ventral medial to the dorsal medial portion of the prefrontal cortex in memory confidence-based behavioral control2024

    • 著者名/発表者名
      Yuki, S., Nakatani, H., Tachibana, O. R. & Okanoya, K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 10141-10141

    • DOI

      10.1038/s41598-024-60755-7

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Information-seeking in mice (Mus musculus) during visual discrimination: study using a distractor elimination paradigm2024

    • 著者名/発表者名
      Hataji Yuya、Goto Kazuhiro
    • 雑誌名

      Animal Cognition

      巻: 27 号: 1 ページ: 81-81

    • DOI

      10.1007/s10071-024-01920-3

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rats adaptively seek information to accommodate a lack of information2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shoko、Sakurai Yoshio、Yanagihara Dai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13(14417) 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-023-41717-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] When prospective metacognition works better: Bet tells more than confidence rating2024

    • 著者名/発表者名
      Nagamura, H., Ohnishi, H., Kobayasi, I. K, & Yuki, S
    • 学会等名
      he 27th annual meeting of the Association for the Scientific Study of Consciousness (ASSC27)
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beta-band local field potentials in the medial prefrontal cortex represent cognitive processes associated with information seeking2024

    • 著者名/発表者名
      Yuki, S., Sakurai, Y., Yanagihara
    • 学会等名
      第47回日本神経科学大会(NEURO2024)
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 遅延位置合わせ課題における中間反応の定量評価2024

    • 著者名/発表者名
      後藤和宏, 結城 笙子
    • 学会等名
      日本行動分析学会第42回年次大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Information-seeking in mice (Mus musculus) during visual discrimination tasks: study using a target cueing paradigm2024

    • 著者名/発表者名
      Goto, K., & Hataji
    • 学会等名
      The 84th Annual Meeting of the Japanese Society for Animal Psychology
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive behavioral strategy, not performance, depends on how metacognitive information is used2023

    • 著者名/発表者名
      Hidekazu Nagamura, Hiroshi Ohnishi, Kohta I. Kobayasi & Shoko Yuki
    • 学会等名
      第46回 日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The advantage of internal state-based behavioral optimization on reinforcement learning2023

    • 著者名/発表者名
      Genta Toya, Kazuhiro Goto, Kazuo Okanoya & Shoko Yuki
    • 学会等名
      日本動物心理学会 第83回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Medial prefrontal cortex neurons represent different events and information seeking behaviors during task2023

    • 著者名/発表者名
      Shoko Yuki, Yoshio Sakurai, Dai Yanagihara
    • 学会等名
      日本動物心理学会 第83回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of mediating behaviors of mice during a delayed matching-to-position task2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Goto, Shoko Yuki
    • 学会等名
      日本動物心理学会 第83回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 予見的メタ認知は評価方法によって変化する2023

    • 著者名/発表者名
      長村 秀一,大西 啓詩, 小林 耕太, 結城 笙子
    • 学会等名
      日本基礎心理学会 第42回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 予見的メタ認知に基づく画像想起課題による記憶促進の検討2022

    • 著者名/発表者名
      岩佐周, 結城笙子, 中谷裕教
    • 学会等名
      電気学会C部門 医用・生体工学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] メタ認知に基づく行動制御における教示の効果2022

    • 著者名/発表者名
      長村秀一, 大西啓詩, 小林耕太, 結城笙子
    • 学会等名
      理論生物学スプリングスクール2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The emergence of internal state-based behavioral optimization in evolutionary simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Toya, G., Goto, K., Okanoya, K., & Yuki, S
    • 学会等名
      日本動物心理学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ラットは不確実性が高い状況下において情報希求行動を増加させる2022

    • 著者名/発表者名
      結城笙子, 櫻井芳雄, 柳原大
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会 (neuro2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Exploration of Evolutionary Scenarios of self-referential ability by A computational model2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki, S., Toya, G., Goto, K., & Okanoya, K
    • 学会等名
      Joint Conference on Language Evolution
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rats adaptively seek information to accommodate a lack of information2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki, S., Sakurai, Y., & Yanagihara Y
    • 学会等名
      日本動物心理学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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