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2004 年度 研究成果報告書概要

情動情報によって認知・行動情報が強い修飾を受ける大脳基底核メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 14380377
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 神経・筋肉生理学
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

木村 實  京都府立医科大学, 医学研究科, 教授 (40118451)

研究分担者 松本 直幸  京都府立医科大学, 医学研究科, 助手 (00252726)
上田 康雅  京都府立医科大学, 医学研究科, 助手 (60332954)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
キーワード大脳基底核 / 線条体 / ドーパミンニューロン / 動機づけ / 報酬 / 価値 / 嫌悪 / 視床線条体系
研究概要

3年間の研究期間において、以下の2つの研究プロジェクトを推進し、具体的な成果を得た。
研究プロジェクト1.ドーパミンニューロンの担う神経情報の同定
報酬確率の異なる意志決定と行動選択課題をサルにおこなわせ、中脳ドーパミンニューロンの活動を記録した。その結果、ドーパミンニューロンは報酬の予測誤差情報と動機づけ情報を担っていることを明らかにした。報酬予測誤差情報は線条体や辺縁系、大脳皮質前頭葉に投射され、多くの報酬を獲得するような意志決定と行動選択メカニズムに必須の役割を担うと考えられる。一方、ドーパミンニューロンの担う動機づけ情報は2つの機能的な役割を担うと考えられる。一つは報酬を予測させる手がかりによって動物を報酬獲得行動に駆り立てるはたらきである。目的志向性を生み出す基礎となる過程であり、行動に意欲を与える。第二は、報酬予測誤差情報の符号化の利得調節である。
研究プロジェクト2.線条体ニューロンによる動機づけと価値のコーディング研究
行動の情報、報酬、嫌悪などの文脈情報、報酬予測の情報が線条体にどのように表現されているかを調べるために、サルに行動課題を行わせ、単一ニューロンの活動を記録した。その結果、行動に関しては運動の方向、速さや大きさなどの運動を制御するためのパラメータ情報よりも、運動の組み合わせ、順序などの複数の運動をゴールに向けて組み立てるために必要な情報が再現されていることを見出した。また、線条体ニューロンは行動が報酬や嫌悪刺激に繋がるという動機づけの文脈を検出し、識別する事を発見した。更に、機能的MRIを用いたヒトの脳機能研究を行い、報酬に基づく行動選択学習に大脳基底核、特に尾状核が深く関わることを明らかにした。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (23件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] 報酬依存性動作制御と大脳基底核2005

    • 著者名/発表者名
      木村 實
    • 雑誌名

      医学のあゆみ 212

      ページ: 953-959

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Reward-based action control and the basal ganglia2005

    • 著者名/発表者名
      Kimura M.
    • 雑誌名

      IGAKU-NO-AYUMI 212(10)

      ページ: 953-959

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] A neural correlate of reward-based behavioral learning in caudate nucleus : a functional magnetic resonance imaging study of a stochastic decision task.2004

    • 著者名/発表者名
      Haruno M, Kuroda T, Doya K, Toyama K, Kimura M, Samejima K, Imamizu H, Kawato M.
    • 雑誌名

      J.Neurosci. 24

      ページ: 1660-1665

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Tonically active neurons in the primate caudate nucleus and putamen differentially encode instructed motivational outcomes of action.2004

    • 著者名/発表者名
      Yamada H, Matsumoto N, Kimura M.
    • 雑誌名

      J.Neurosci. 24

      ページ: 3500-3510

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Monitoring and switching of cortico-basal ganglia loop functions by the thalamo-striate system.2004

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Minamimoto T, Matsumoto N, Hori Y.
    • 雑誌名

      Neurosci.Res. 48

      ページ: 355-360

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 視床線条体系による大脳皮質基底核ループ機能のモニターと切り替え2004

    • 著者名/発表者名
      木村 實, 南本敬史, 堀 由紀子
    • 雑誌名

      生体の科学 55

      ページ: 598-604

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 大脳基底核の運動制御メカニズム2004

    • 著者名/発表者名
      木村 實
    • 雑誌名

      臨床スポーツ医学 21

      ページ: 997-1008

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Monitoring and switching cortico-basal ganglia functions by the thalamo-striate system2004

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Minamimoto T, Hori Y.
    • 雑誌名

      SEITAINOKAGAKU 55(6)

      ページ: 598-604

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Control mechanisms of action by the basal ganglia2004

    • 著者名/発表者名
      Kimura M.
    • 雑誌名

      RINSHO-SPORT-IGAKU 21

      ページ: 997-1008

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Goal-directed, serial and synchronous activation of neurons in the primate striatum.2003

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Matsumoto N, Okahashi K, Ueda Y, Satoh T, Minamimoto T, Sakamoto M, Yamada H.
    • 雑誌名

      NeuroReport 14

      ページ: 799-802

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Encoding of direction and combination of movements by the primate putamen neurons.2003

    • 著者名/発表者名
      Ueda Y, Kimura M.
    • 雑誌名

      Eur.J.Neurosci. 18

      ページ: 980-994

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Correlated coding of motivation and outcome of decision by dopamine neurons.2003

    • 著者名/発表者名
      Satoh T, Nakai S, Sato T, Kimura M.
    • 雑誌名

      J.Neurosci. 23

      ページ: 9913-9923

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Tonically active neurons in the striatum encode motivational contexts of action.2003

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Yamada H, Matsumoto N.
    • 雑誌名

      Brain and Development 25,Suppl.1

      ページ: S20-S23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Tonically active neurons in the striatum encode motivational contexts of action.2003

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Yamada H, Matsumoto N.
    • 雑誌名

      Brain and Development 25 Suppl 1

      ページ: S20-S23

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Dopamine neurons encode teaching signals for learning reward-based decision strategy.2003

    • 著者名/発表者名
      Satoh T, Matsumoto N, Nakai S, Sato T, Minamimoto T, Kimura M.
    • 雑誌名

      International Congress Series 1250, Cognition and Emotion in the Brain. (Ono T, Matsumoto G, Llinas RR, Berthoz A, Norgren R, Nishijo H, Tamura R, editors.)(Elsevier B.V., Amsterdam)

      ページ: 311-318

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Neural bases of initiation and control of action -The basal ganglia-2003

    • 著者名/発表者名
      Kimura M.
    • 雑誌名

      NO-SHINNKEI-KAGAKU(Edited by Masao Ito et al.)(Miwa Book, Tokyo)

      ページ: 524-534

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Participation of the thalamic CM-Pf complex in attentional orienting.2002

    • 著者名/発表者名
      Minamimoto T, Kimura M.
    • 雑誌名

      J.Neurophysiol. 87

      ページ: 3090-3101

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Positron emission tomography : measurements of the activity of second messenger systems.2002

    • 著者名/発表者名
      Imahori Y, Fujii R, Tujino H, Kimura M, Mineura K.
    • 雑誌名

      Methods 27

      ページ: 251-262

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Involvement of the basal ganglia and dopamine system in learning and execution of goal-directed behavior.2002

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Matsumoto N, Ueda Y, Satoh T, Minamimoto T, Yamada H.
    • 雑誌名

      Adv.Behav.Biol. 53

      ページ: 377-380

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 大脳基底核と強化学習2002

    • 著者名/発表者名
      木村 實
    • 雑誌名

      医学のあゆみ 202

      ページ: 171-174

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The basal ganglia and reinforcement learning2002

    • 著者名/発表者名
      Kimura M.
    • 雑誌名

      IGAKU-NO-AYUMI 202(3)

      ページ: 171-174

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Motivational Signals of Dopamine Neurons.

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Satoh T, Sato T, Enomoto K, Matsumoto N.
    • 雑誌名

      Recent Breakthroughs in Basal Ganglia Research(Bergman H, editors.)(Nova book) (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Group 2 : Microcircuits, Molecules and Motivated Behaviour : Microcircuits in the Striatum

    • 著者名/発表者名
      Bergman H, Bolam P, Graybiel AM, Kimura K, Plenz D, Seung S, Surmeier DJ, Wickens JR.
    • 雑誌名

      Microcircuits : The interface between neurons and global brain function, Dahlem Workshop series (John Wily and Sons.) (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] International Congress Series 1250, Cognition and Emotion in the Brain. (Ono T, Matsumoto G, Llinas RR, Berthoz A, Norgren R, Nishijo H, Tamura R, editors.)2003

    • 著者名/発表者名
      Satoh T, Matsumoto N, Nakai S, Sato T, Minamimoto T, Kimura M.
    • 総ページ数
      595
    • 出版者
      Elsevier B.V., Amsterdam
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 脳神経科学2003

    • 著者名/発表者名
      木村 實
    • 総ページ数
      841
    • 出版者
      三輪書店,東京
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Recent Breakthroughs in Basal Ganglia Research (Bergman H, editors.)

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Satoh T, Sato T, Enomoto K, Matsumoto N.
    • 出版者
      Nova book (in press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Microcircuits : The interface between neurons and global brain function, Dahlem Workshop series

    • 著者名/発表者名
      Bergman H, Bolam P, Graybiel AM, Kimura K, Plenz D, Seung S, Surmeier DJ, Wickens JR.
    • 出版者
      John Wily and Sons (in press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2006-07-11  

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