• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

不確実性下の知覚意思決定に関する神経回路動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K23998
補助金の研究課題番号 22H02735 (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46030:神経機能学関連
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2023-2024)
同志社大学 (2022)

研究代表者

廣川 純也  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究センター, 主任研究員 (40546470)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード多感覚統合 / 神経振動 / 意思決定の自信 / 不確実性 / 前頭前野 / げっ歯類 / 意思決定 / ウイルスベクター / メタ認知 / 一次視覚野 / 光遺伝学 / 眼窩前頭皮質 / 視覚野
研究開始時の研究の概要

動物は不確実な状況下で適切な行動を選択する能力を持つ。過去の研究から、不確実性情報を処理する特定の神経細胞が前頭皮質に存在し、その情報が視覚野に伝わることが示唆されている。この研究では、前頭皮質から視覚野への情報伝達が不確実性による視覚バイアスにどのように関与しているかを調査することで、精神疾患における認知バイアスの理解や、柔軟な行動戦略を修正する人工知能の開発に貢献する。

研究実績の概要

動物は環境の不確実性を評価し、その状況に適した柔軟な選択を行う。本研究は、嗅覚、視覚、聴覚など異なる感覚情報に基づく知覚意思決定課題を用いて不確実性に基づく知覚認知バイアスの原因になる神経回路の同定を目指す。これまで、研究で嗅覚を用いた意思決定実験系を用い、この行動実験を行っている動物の前頭前野にNeuropixelsプローブを慢性的に留置し多数のユニット活動を計測した上で単一神経細胞に分離していた。今年度はこのデータ解析を行い、特に動物が自らの意思決定の結果に対する確信度に基づいて辛抱強く報酬を待つ戦略を取るセッションと、確信度が低いときには素早く損切りするセッションの間で神経活動動態にどのような相違があるかを解析した。その結果、辛抱強く報酬を待つ戦略をとったセッションのときのほうが多くの神経細胞が分散的にタスク関連情報を表現していることを明らかになった。さらに、や眼窩前頭皮質ー線条体投射細胞を標的としてAAV-retroウイルスベクターを用いて、光遺伝学的(ChR2,Jaws)あるいは化学遺伝学的にその活動を光制御して影響を調べた。ラットが上記行動課題を行っている最中の神経活動操作により、線条体投射細胞の賦活化は報酬待ち時間を短縮させるとともにエビデンス依存性が減弱する傾向にあったが、抑制時は逆向きの効果が現れた。これらの結果は眼窩前頭皮質における不確実性の情報表現が行動戦略として表出される最に読み出されることを示唆している。またこれらの実験系と平行して、マウスの頭部固定実験系を用いた新たにタスクを開発し視覚刺激弁別を行う際にシータ波などの神経振動の修飾があることを明らかにした。また、不確実性下の嗅覚弁別を評価する行動実験系を確立した(Shiotani et al., 2024)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

4月より申請者の所属の変更のため実験システムの再構築に時間を取られたが、夏以降、実験データの取得・解析は予想以上に進んだ。

今後の研究の推進方策

今後は神経活動データの解析を更に進め論文化を急ぐととともに、光遺伝学・化学遺伝学のプロジェクトについては未実施の実験をさらに行い、これまでに得られた行動変容に関する知見を固める。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] An intra-oral flavor detection task in freely moving mice2024

    • 著者名/発表者名
      Shiotani Kazuki、Tanisumi Yuta、Osako Yuma、Murata Koshi、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 27 号: 2 ページ: 108924-108924

    • DOI

      10.1016/j.isci.2024.108924

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Auditory Cortex Neurons Show Task-Related and Learning-Dependent Selectivity toward Sensory Input and Reward during the Learning Process of an Associative Memory Task2022

    • 著者名/発表者名
      Takamiya Shogo、Shiotani Kazuki、Ohnuki Tomoya、Osako Yuma、Tanisumi Yuta、Yuki Shoko、Manabe Hiroyuki、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 9 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1523/eneuro.0046-22.2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 眼窩前頭前野における意思決定変数の表現は行動方略に応じ変化する2023

    • 著者名/発表者名
      大貫 朋哉、大迫 優真、 塩谷 和基、 谷隅 勇太、 高宮 渉吾、 松井 凪、 眞部 寛之、 櫻井 芳雄、 廣川 純也
    • 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] 知覚情報処理過程における様々な生理指標の固有情報変化2023

    • 著者名/発表者名
      江原 健悟、 福本 慎吾、 Wang Tingyu、 谷隅 勇太、 廣川 純也、 櫻井 芳雄、 木津川 尚史、 塩谷 和基、 眞部 寛之
    • 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] Prefrontal cortex flexibly integrates odor cue information into deliberative decision-making based on behavioral strategy.2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Ohnuki, Yuma Osako, Kazuki Shiotani, Yuta Tanisumi, Shogo Takamiya, Nagi Matsui, Hiroyuki Manabe, Yoshio Sakurai, Junya Hirokawa
    • 学会等名
      2023年度 日本味と匂学会第57回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 匂い弁別行動課題において前扁桃野は行動状態の変化を表象する2023

    • 著者名/発表者名
      福本 慎吾、北村 菜々、江原 健悟、谷隅 勇太、廣川 純也、櫻井 芳雄、木津川 尚史、塩谷 和基、眞部 寛之
    • 学会等名
      2023年度 日本味と匂学会第57回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 知覚意思決定バイアスに関わる前頭前野ー皮質下回路2023

    • 著者名/発表者名
      廣川純也
    • 学会等名
      生理研研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] げっ歯類大脳皮質における神経細胞集団ダイナミクス的解析の実際2023

    • 著者名/発表者名
      廣川純也
    • 学会等名
      サル脳新技術研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自由行動下のマウスにおける風味弁別行動課題2022

    • 著者名/発表者名
      塩谷 和基、谷隅 勇太、村田 航志、 大迫 優真、大貫 朋哉、高宮 渉吾、廣川 純也、櫻井 芳雄、眞部 寛之
    • 学会等名
      NEURO2022(第45回 日本神経科学大会・第65回 日本神経化学会大会・第32回 神経回路学会大会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 感覚皮質ニューロンのバラエティ豊かな行動状態表象とその機能2022

    • 著者名/発表者名
      谷隅 勇太、塩谷 和基、大迫 優真、大貫 朋哉、高宮 渉吾、廣川 純也、櫻井 芳雄、眞部 寛之
    • 学会等名
      NEURO2022(第45回 日本神経科学大会・第65回 日本神経化学会大会・第32回 神経回路学会大会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Prefrontal to olfactory cortex ventral tenia tecta inputs share odor-evoked behavioral-state signals to affect context-dependent learning2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Tanisumi, Kazuki Shiotani, Yuma Osako, Tomoya Ohnuki, Shogo Takamiya, Junya Hirokawa, Yoshio Sakurai, Hiroyuki Manabe
    • 学会等名
      FENS Forum 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 行動課題に依存した眼窩前頭前野における意思決定変数の符号化2022

    • 著者名/発表者名
      大貫 朋哉、大迫 優真、塩谷 和基、谷隅 勇太、高宮 渉吾、松井 凪、眞部 寛之、櫻井 芳雄、廣川 純也
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 匂い情報処理過程における前扁桃野の機能2022

    • 著者名/発表者名
      福本 慎吾、北村 菜々、江原 健悟、谷隅 勇太、廣川 純也、櫻井 芳雄、木津川 尚史、塩谷 和基、眞部 寛之
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi