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2020 年度 実績報告書

報酬と注意の情報処理に関与するドーパミン神経回路機構

計画研究

研究領域人工知能と脳科学の対照と融合
研究課題/領域番号 16H06567
研究機関筑波大学

研究代表者

松本 正幸  筑波大学, 医学医療系, 教授 (50577864)

研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
キーワードドーパミンニューロン / 眼窩前頭皮質 / 腹側線条体 / 意思決定
研究実績の概要

研究代表者らの最近の研究は、報酬系の中枢として注目されているドーパミンニューロンが、これまで考えられてきたような報酬情報を伝達する一様な集団ではなく、報酬情報を伝達するグループと、報酬に限らず、罰刺激など、動物の行動にとって重要な刺激のsalience(顕著性)に関わる情報を伝達する少なくとも2つのグループに分かれることを報告した。本研究では、このように多様なドーパミン神経シグナルの役割を明らかにすることを目的とする。これまでに、マカクザルに行動抑制課題と価値に基づく意思決定課題を訓練し、サルが課題をおこなっている間に、ドーパミンニューロン及びドーパミンニューロンから投射を受ける脳領域から神経活動を記録した。令和2年度は、意思決定課題を用いて、2頭のサルのドーパミンニューロン、眼窩前頭皮質、腹側線条体から神経活動を記録し、これら3つの領域のニューロンが、選択肢の価値、動物の選択行動、そして価値から選択行動に変換される中間段階のシグナルをコードすることが明らかになった。特に、多くのドーパミンニューロンが価値と中間段階のシグナルをコードするのに対し、腹側線条体には中間段階から選択行動のシグナルをコードするニューロンが多く、眼窩前頭皮質は全てのシグナルをコードするニューロンが等しく見つかった。以上の結果から、“価値から選択行動への変換課程”において、ドーパミンニューロンがこのプロセスの前半に関与しているのに対し、腹側線条体はプロセスの後半に、眼窩前頭皮質はプロセス全体に関与していると推測できる。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Tonic firing mode of midbrain dopamine neurons continuously tracks reward values changing moment-by-moment2021

    • 著者名/発表者名
      Wang Yawei、Toyoshima Osamu、Kunimatsu Jun、Yamada Hiroshi、Matsumoto Masayuki
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 10 ページ: e63166

    • DOI

      10.7554/eLife.63166

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neural Population Dynamics Underlying Expected Value Computation2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Hiroshi、Imaizumi Yuri、Matsumoto Masayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 41 ページ: 1684~1698

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.1987-20.2020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Signal dynamics of midbrain dopamine neurons during economic decision-making in monkeys2020

    • 著者名/発表者名
      Yun Mengxi、Kawai Takashi、Nejime Masafumi、Yamada Hiroshi、Matsumoto Masayuki
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 ページ: eaba4962

    • DOI

      10.1126/sciadv.aba4962

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Value and choice representations of the ventral striatum in monkeys performing an economic decision-making task2020

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Nejime, Mengxi Yun, Takashi Kawai, Hiroshi Yamada, Masayuki Matsumoto
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
  • [学会発表] Midbrain dopamine neurons monitor temporally changing reward values by gradually changing their activity2020

    • 著者名/発表者名
      Yawei Wang, Osamu Toyoshima, Jun Kunimatsu, Hiroshi Yamada, Masayuki Matsumoto
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
  • [備考] 筑波大学医学医療系生命医科学域認知行動神経科学研究室

    • URL

      http://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/cog-neurosci/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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