衝動性に関する神経機構

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14510114
• 研究機関: (財)東京都医学研究機構
• 研究代表者: 彦坂 和雄 財団法人東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 研究員 (60129004)
• キーワード: 手がかり刺激 / 報酬予測 / 刺激-報酬連合学習 / 注意過程 / 前頭眼窩野 / 神経細胞活動

研究概要

今年度の研究では、報酬予測の困難さの違いと前頭眼窩野細胞活動との関係を明らかにすることを目的とした実験を行なった。3種類の報酬を用いて、時間反応課題をサルに行なわせた。与える報酬の順序は(1)イモ、(2)レーズン、(3)キャベツ、(4)無報酬である(系列報酬)。この系列報酬を導入した時間反応課題に報酬予測の困難さが異なる手がかり刺激{視覚刺激(困難)あるいは実際に与える報酬を見せる刺激(容易)}を用いた課題をサルに行なわせながら、前頭眼窩野細胞活動を記録した。2種類の課題における手がかり刺激と報酬に対する細胞活動を比較する(困難な課題における反応から容易な課題における反応を引く)ことにより、次の4点を明らかにした。(1)報酬を与える順序は2つの課題で同じであるにもかかわらず、手がかり刺激の違いにより動物の行動(反応時間)は変化し、前頭眼窩野細胞の反応性も変化した。(2)前頭眼窩野細胞の2種類の課題における反応性を比較すると。2種類の細胞活動が観察された。手がかり刺激に対して興奮性反応と報酬に対して抑制性反応を示す細胞と手がかり刺激と報酬両方に対して興奮性反応を示す細胞である。(3)前者の細胞活動は報酬試行と無報酬試行同様に観察された。このような性質は刺激-報酬連合学習によって生じ、報酬予測の困難さに依存する報酬期待の程度を反映していると考えられた。(4)後者の細胞活動は報酬試行にのみ観察された。このような性質は、手がかり刺激の感覚刺激強度に関連し、課題の違いに依存する手がかり刺激や報酬に対する注意過程の違いを反映すると考えられた。これらの結果は報酬予測の困難さの違いにより細胞の反応性を動的に変化させることより、前頭眼窩野が目標指向性行動に重要であることを示唆している。

研究成果

• [文献書誌] Hikosaka, K., Watanabe, M.: "Long- and short-range reward expectancy in the primate orbitofrontal cortex"European Journal of Neuroscience. 19(4). 1046-1054 (2004)
• [文献書誌] Hikosaka, K., Watanabe, M.: "Activities of primate orbitofrontal neurons differ depending on the way of presenting reward-predicting cue"Neuroscience Research. 46(Supple). S165 (2003)
• [文献書誌] Hikosaka, K.: "Neuronal activities in the primate orbitofrontal cortex in relation to the reward expectancy"Bulletin of the Japanese Society for Neurochemistry. 42(2-3). OS5 (2003)
• [文献書誌] 彦坂和雄, 渡邊正孝: "サル前頭眼窩野における長期と短期の報酬期待"「認知と記憶の脳内メカニズム」シンポジウム抄録. (2003)
• [文献書誌] Kojima, T., Watanabe, M., Hikosaka, K., Tsukada, H., Onoe, H.: "FUNCTIONAL DIFFERENTIATION OF THE PRIMATE PREFRONAL CORTEX BETWEEN THE SPATIALAND OBJECT WORKING MEMORY TASKS ・ A PET ACTIVATION STUDY"2003 Abstract Viewer/Itinerary Planner. 722-723 (2003)
• [文献書誌] Watanabe, M., Kojima, T., Hikosaka, K., Tsukada, H., Onoe, H.: "DECREASE IN REGIONAL CEREBRAL BLOOD FLOW FROM THE BASELINE DEFAULT MODE IN THE PRIMATE PREFRONTAL CORTEX DURING WORKING MEMORY TASK PERFORMANCE ・ A PET ACTIVATION STUDY"2003 Abstract Viewer/Itinerary Planner. 722-724 (2003)