意志決定と学習の神経機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12210016
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 彦坂 興秀 順天堂大学, 医学部, 教授 (70120300)
• 研究分担者: 川越 礼子 順天堂大学, 医学部, 助手 (30138250) ; 滝川 順子 順天堂大学, 医学部, 助手 (90053339) ; 坂上 雅道 順天堂大学, 医学部, 講師 (10225782) ; 佐藤 真琴 順天堂大学, 医学部, 助手 (90255688)
• キーワード: 大脳基底核 / 大脳皮質前頭葉 / 眼球運動 / 単一ニューロン活動 / 報酬 / 動機づけ / 学習 / ドーパミン

研究概要

動機づけ・学習・推論など心的プロセスの神経機構を調べるためのいくつかの行動課題を考案し、被験者(主にマカクサルを対象とする)に訓練した。特に留意した点は、比較する複数の行動課題のあいだで、感覚・運動の条件を一定にすることである。たとえば、動機づけについて調べる場合、課題Aは動機づけ(+)、課題Bは動機づけ(-)の条件を満たすものとするが、感覚・運動の条件は同一にする。あるニューロンが課題Aで活動し、課題Bで活動しない場合、その活動は動機づけに関係することが推測される。以下の3項目について行動課題のセットを考案した。光刺激を使った眼球運動課題を共通する感覚・運動の条件とし、報酬の量や学習の程度を変えることによって、動機づけなどの心的プロセスの関与の程度を実験的に操作することを可能にした。
次に、被験者(マカクサル)がこれらの課題を遂行しているときに、大脳基底核と大脳皮質前頭葉を中心とする領域から単一ニューロン活動を記録した。具体的には、大脳基底核の尾状核、黒質網様部、黒質緻密部から、また、大脳皮質前頭葉の背外側部の単一ニューロン活動を記録した。これらのどの領域のニューロンが、感覚・運動プロセスと心的プロセスに特異的に対応する活動を示すのかをまず明らかにした。次に、解剖学的に知られている神経結合関係に基づいて、これらの脳領域のあいだで感覚・運動・心的プロセスの情報が、どの領域で、どのように統合され、あるいは干渉しているのかを示す神経回路モデルを提唱した。

研究成果

• [文献書誌] Rand MK,Hikosaka O,Miyachi S,Lux,Nukamura K,Kitaguchi K,Shimo Y.: "Characteristics of sequential movements during early learning periad in monkeys"Exp.Brain Res. 131. 293-304 (2000)
• [文献書誌] Sakai K,Hikosaka O,Takino R,Miyachi S,Nielsen M,Tamada T.: "What and when : parallel and convergent processing in motor control"J.Neurosci. 20. 2691-2700 (2000)
• [文献書誌] Lauwereyns J.Koizumi M,Sakagami M,Mikosaka O,Kobayashi S,Tsutsui K.: "Interference from irrelevant features on visual discrimination ly macaques (Macacafuscata): a behavioral analogue of human scroop effect"J.Exp.Psychol; Animal Behavior Processes. 26. 352-357 (2000)
• [文献書誌] Hikosaka O,Takikawa Y,Kawagoe R.: "Role of the basal ganglia in the control of purposive saccadic eye movements"Physiol.Rev.. 80. 953-978 (2000)
• [文献書誌] 彦坂興秀: "精神機能への神経科学的アプローチ"実験医学. 12. 2668-2672 (2000)
• [文献書誌] 彦坂興秀: "運動制御における小脳の役割-最近の進歩"神経研究の進歩. 44. 974-982 (2000)
• [文献書誌] 彦坂興秀: "脳科学大事典 編者:甘利俊一,外山敬介(バリスティック運動制御)"朝倉書店. 306-316 (2000)