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2015 年度 実績報告書

モデルベース的意思決定を可能にする神経回路

計画研究

研究領域予測と意思決定の脳内計算機構の解明による人間理解と応用
研究課題/領域番号 23120006
研究機関玉川大学

研究代表者

坂上 雅道  玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (10225782)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード前頭前野 / 推移的推論 / 選言的推論 / ウイルスベクター / 大脳基底核 / 意思決定 / DREADD
研究実績の概要

我々はこれまで、経験したことを再現するモデルフリー機能と、経験に基づきながらも、それらを組み合わせることにより、全く新しい環境にも柔軟に適応できるモデルベース機能が、脳でどのように実現されているかについて調べてきた。そのために、推論課題遂行中のサル前頭前野外側部、並びに大脳基底核線条体から、単一ニューロン活動の記録を行い、前者が大脳基底核線条体、後者が前頭前野で実現されていることを明らかにした。平成27年度は、このような機能的な違いのある2つの領域が、どのように相互作用しているのかを調べるために、ウイルスベクターの2重感染を使って2つの領域間の情報伝達を遮断するための実験を行った。この実験では、サルの前頭前野に、Cre依存的な人工受容体(DREADD)を発現させるAAVウイルスベクターを感染させ、その投射先である大脳基底核線条体に、逆行性に軸索をさかのぼってCreを運ぶ別のレンチウイルスベクターを感染させた。その結果、前頭前野にCre依存的にDREADDが発現した証拠となるマーカー(RFP)が発現したことを確認した(Oguchi et al., 2015)。DREADDを発現したサルが、非対称性報酬遅延反応課題を遂行している最中に、クロザピン-N-オキシド(CNO)を静脈から全身投与することにより、前頭前野外側部-線条体回路の活動を選択的に遮断し、その行動の変化を調べるとともに、神経活動の記録を行った。行動的には、CNOの投与は、短期記憶には影響が見られなかったが、特に、小報酬試行での正答率に有意な低下が見られた。運動自体には変化が見られなかったことから、この回路が遮断されることによって、報酬予測に伴う行動の適切な制御ができなくなったと考えられる。神経活動の記録からも、このような結論が裏付けられた。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Representation of economic preferences in the structure and function of the amygdala and prefrontal cortex2016

    • 著者名/発表者名
      Fermin, A.S.R., Sakagami, M., Kiyonari, T., Li, Y., Matsumoto, Y & Yamagishi, T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      10.1038/srep20982

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 批判的思考の神経基盤2015

    • 著者名/発表者名
      小口峰樹、坂上雅道
    • 雑誌名

      批判的思考 21世紀を生きぬくリテラシーの基盤

      巻: - ページ: 24-29

  • [雑誌論文] 神経科学リテラシー2015

    • 著者名/発表者名
      小口峰樹、坂上雅道
    • 雑誌名

      批判的思考 21世紀を生きぬくリテラシーの基盤

      巻: - ページ: 248-253

  • [雑誌論文] Double Virus Vector Infection to the Prefrontal Network of the Macaque Brain2015

    • 著者名/発表者名
      Oguchi M, Okajima M, Tanaka S, Koizumi M, Kikusui T, Ichihara N, Kato S, Kobayashi K, and Sakagami M.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 10(7) ページ: e0132825

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0132825

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dissociable functions of reward inference in the lateral prefrontal cortex and the striatum2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka S, Pan X, Oguchi M, Taylor J, Sakagami M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychology

      巻: 6(996) ページ: -

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2015.00995

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characteristics of fast-spiking neurons in the striatum of behaving monkeys2015

    • 著者名/発表者名
      Yamada H, Inokawa H, Hori Y, Pan X, Matsuzaki R, Nakamura K, Samejima K, Shidara M, Kimura M, Sakagami M, Minamimoto T.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 105 ページ: 2-18

    • DOI

      10.1016/j.neures.2015.10.003

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reward value enhances post-decision error-related activity in the cingulate cortex2015

    • 著者名/発表者名
      Taylor JE, Ogawa A, Sakagami M.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.neures. 2015.12.009

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Elucidating the Function of the Prefronto-striatal Circuit of the Macaque Brain Using the Double Virus Vector Infection2015

    • 著者名/発表者名
      Mineki Oguchi, Shingo Tanaka, Xiaochuan Pan, Takefumi Kikusui, Shigeki Kato, Kazuto Kobayashi, and Masamichi Sakagami
    • 学会等名
      包括脳ネットワーク 冬のシンポジウム
    • 発表場所
      一橋講堂(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-12-17 – 2015-12-19
  • [学会発表] Elucidating the Function of the Prefronto-striatal Circuit of the Macaque Brain Using the Double Virus Vector Infection2015

    • 著者名/発表者名
      小口峰樹・坂上雅道
    • 学会等名
      新学術領域研究「予測と意思決定」第10回公開領域会議
    • 発表場所
      一橋講堂(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-12-17
  • [学会発表] Functional difference of reward inference in the lateral prefrontal cortex and the striatum and its integration2015

    • 著者名/発表者名
      坂上雅道
    • 学会等名
      International Symposium on Prediction and Decision Making 2015
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-11-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoding the value related signal represented in the multiple areas of the prefrontal cortex using the ECoG electrodes2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, K. Kawasaki, I. Hasegawa, T. Suzuki & M. Sakagami
    • 学会等名
      Neuroscience 2015 SfN's 45th Annual Meeting
    • 発表場所
      シカゴ(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Signal interaction between primate prefrontal cortex and striatum in reward inference task2015

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Sakagami, Pan, Xiaochuan
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28
  • [学会発表] Double Virus Vector Infection to the Prefrontal Network of the Macaque Brain2015

    • 著者名/発表者名
      小口峰樹・岡島未来・田中慎吾・小泉昌司・菊水健史・市原伸恒・加藤成樹・小林和人・坂上雅道
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28
  • [学会発表] Neural Circuits Enabling Model-based Decision-making2015

    • 著者名/発表者名
      坂上雅道
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN2015)
    • 発表場所
      三亜(中華人民共和国)
    • 年月日
      2015-06-03 – 2015-06-07
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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