| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
23120010
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| 研究機関 | 玉川大学 |
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研究代表者 |
木村 實 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (40118451)
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| 研究分担者 |
春野 雅彦 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (40395124)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 神経科学 / 生理学 / 意思決定 / 大脳基底核 / 扁桃体 |
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| 研究実績の概要 |
研究計画として掲げた以下の項目について研究を推進し、成果を得た。
１．日本ザルを対象とする自己の意思決定、他者の存在下での意思決定：２頭の日本ザルが対面状態で、報酬履歴から推定される予測にしたがって報酬確率の異なる２つの選択肢の中から、１つを選択する実験パラダイムを完成させた。２６年度には特に、行動反応時間、眼球運動、予期的な報酬探索（anticipatory licking）を指標に、自己の過去の選択とその際の報酬の有無（報酬履歴）を基に選択肢の価値を推定し、価値の高い選択肢を選択していることを確認した。（Enomoto et al.,新学術領域会議、平成年１２月、で一部報告）
２．視床の後部髄版内核のひとつであるサルの正中中心（CM）核の行動、学習における役割：報酬価値の異なる左右のボタン押しを視覚の教示によって行う課題をニホンザルに行わせた。CM核の細胞は、価値の高い選択肢へのバイアス、バイアスの基での行動への動機づけ、予想外の刺激が現れたことの検出などに関連する活動を示すことを明らかにした。（Yamanaka et al.,学会発表欄１）
３．中脳ドーパミン細胞によるオーバートレーニング時の部位特異的な将来報酬表現：ドーパミン細胞は、学習の教師信号となる報酬予測誤差信号を担うことが知られており、学習が完成すると活動しないと考えられている。そこで、報酬に基づく自由選択課題を２-３カ月にわたってオーバートレーニングした。その結果、ドーパミン細胞は非常に遠い将来にわたって得られると予測される総報酬量を表現することが明らかになった。この発見は、ドーパミン細胞が目前の報酬を獲得するための予測だけでなく、１週間から何カ月先の目標に向けた予測とその誤差を表現しうることを示唆している。（木村学会発表欄３；Enomoto et al.,学会発表欄１）
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| 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
研究計画には３つの項目を掲げた。
１．日本ザルを対象とする自己の意思決定、他者の存在下での意思決定
２．視床の後部髄版内核のひとつであるサルの正中中心（CM）核の行動、学習における役割
３．中脳ドーパミン細胞によるオーバートレーニング時の部位特異的な将来報酬表現
【研究実績の概要】に記載の通り、いずれの項目についても研究がおおむね順調に進展している。
１．については、行動反応時間、眼球運動、予期的な報酬探索を行動パラメータとして定量的に測定するパラダイムを確立した。この手法によって報酬履歴を基に選択肢の価値を推定し、価値の高い選択肢を選択していることを確認した。一方、他者の行動選択から報酬予測を推定すること、更に他者が報酬予測に基づいて行動選択をすることの推定などのプロセスをどのように測定するかなどの課題が残っている。今後の重要なテーマである。２．については、サルの正中中心（CM）核の行動、学習における役割について、従来知られていない知見を得ることができた。論文として発表することが重要である。３．については、ドーパミンニューロンによる将来報酬の表現に関する研究成果（Enomoto et al., PNAS, 2012）を踏まえて、更に長い将来にわたる報酬予測とその後再表現について新しい知見を得た。この発見は、人間が数週間、数か月、更に何年も先の目標を実現するための予測や行動決定、学習にドーパミンニューロンが貢献することを示唆している。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画１．の、日本ザルを対象とする自己の意思決定、他者の存在下での意思決定については、行動反応時間、眼球運動、予期的な報酬探索を行動パラメータとして定量的に測定するパラダイムを確立した段階である。２６年度には、この手法によって報酬履歴を基に選択肢の価値を推定し、価値の高い選択肢を選択していることを確認した。一方、【現在までの進捗状況】に記載した通り、他者の行動選択から報酬予測を推定すること、更に他者が報酬予測に基づいて行動選択をすることの推定などのプロセスをどのように測定するかなどの課題が残っている。２７年度には具体的な計画を立てて取り組む。研究計画２．および３．については、それぞれ重要な知見を得ているので、早急に論文発表する。
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