| 研究課題/領域番号 |
23K23998
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02735 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分46030:神経機能学関連
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| 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) |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 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)
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| キーワード | 眼窩前頭皮質 / メタ認知 / 意思決定 / 視覚 / 聴覚 / 嗅覚 / 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 / ウイルスベクター / 一次視覚野 / 光遺伝学 / 視覚野 |
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| 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。
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| 研究実績の概要 |
動物は、環境に内在する不確実性を評価し、状況に応じて柔軟な意思決定を行う能力を持つ。本研究では、嗅覚・視覚・聴覚といった異なる感覚モダリティに基づく知覚意思決定課題を用い、不確実性に起因する知覚認知バイアスの背景にある神経回路メカニズムの同定を目指している。
令和６年度は、特に視覚情報に基づいたメタ認知機能の評価系を新たに確立することに注力した。過去の研究成果を踏まえ、ラットに対して視覚的検出課題を課し、その判断への「自信（確信度）」を行動指標として読み取るためのパラダイムを構築した。具体的には、視覚刺激の呈示後、ラットが選択を行った後に報酬を得られるまでの自発的な待機時間に着目し、この時間を確信度の指標とする手法を採用した。この「報酬までの待機行動」は、刺激の強度や選択に対する自信の度合いと高く相関し、動物が自らの知覚判断に対する“自信”を行動として表出していることを支持する知見が得られた。本課題系は短期間の訓練で安定して実行可能であり、現在、この評価系を用いて視覚野の活動や眼窩前頭皮質-視覚野経路の活動の神経操作をおこないメタ認知機能への影響を解析中である。
これと並行して前年度より継続して取り組んでいる嗅覚に基づく意思決定課題においては、前頭前野にNeuropixelsプローブを慢性的に留置し、多数の神経細胞の活動を記録した結果、感覚入力や選択、報酬予測に関わる情報が分散的に符号されていることが明らかとなり、現在論文としてまとめている。
これらの成果は、異なる感覚モダリティにおいて共通あるいは特異なメタ認知的処理がどのような神経回路によって実装されているのかを明らかにするうえで重要な基盤となる。また、感覚判断と確信度が分離可能な行動指標を確立したことで、因果的介入（光遺伝学・化学遺伝学的操作）による神経回路選択的な貢献を検証中である。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
本研究課題の中核となる認知行動課題においては、動物のモチベーションを適切に維持・制御することが安定的かつ高精度なデータを得る上で極めて重要である。しかしながら、申請者自身の異動等の理由により大学院生や研究補助者の確保が困難となり、動物の訓練や行動テストを含む継続的な進行に若干の支障をきたした。またOFCの神経表象に関する論文化も解析が遅延している。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和７年度は、大学院生および研究補助者の体制が確保されたことにより、行動課題における動物の訓練や測定環境の整備を含む実験体制を安定的に運用することが可能となった。これにより、令和６年度に立ち遅れていた視覚的メタ認知に関する経路選択的化学遺伝学的操作の実験データ取得を着実に進めるとともに、特にOFCにおける神経表象の特性とその機能的意義に関する解析を進め、当該テーマに関する成果の論文化を目指す。
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