利得収支を最適化する行為選択過程:鳥類大脳線条体の機能

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15370033
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松島 俊也 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (40190459)
• 研究分担者: ヴァロルチガーラ ジョージョ イタリア・トリエステ大学, 心理学部・一般心理学部門, 教授 ; シラッグ アンドラス ハンガリー, センメルバイス大学・医学部解剖学教室, 教授 ; カバイ ピーター ハンガリー, 聖イシュトバーン大学・獣医学部生態学科, 教授
• キーワード: 脳 / 行動 / 情動 / 認知 / 衝動性 / 鳥 / 基底核 / 辺縁系

研究概要

早成性鳥類は、孵化直後から高い認知に基づく行動を示す。この特性を利用して、意思決定過程、特に利得収支の計算過程について一連の実験的検討を加えた。個体レベルの行動学的解析・局所脳破壊実験などに加え、覚醒自由行動下・課題遂行中における大脳単一ニューロン活動の解析を総合的に行うことにより、以下の知見を得た。
1 基底核:予期される報酬の時間的接近の脳内表現とその働き
遅延時間を繰り込んだ報酬強化色弁別学習課題を、孵化後1-2週齢の雛鳥に学習させた。基底核の尾側部破壊によって、より早く与えられる報酬を選び取ろうとする衝動的選択へのシフトが見出された。報酬の時間的な近さ(temporal proximity)に基づく行動選択のみが阻害され、報酬の有無および量に関する行動選択は正常だった。基底核ニューロンにおいて将来の大きな利益の存在を告知されている限り、動物は目前の小さな利益を求める行動を抑え得て、結果として長期的利益を最大化することができる。さらに、基底核ニューロンには、予期される報酬の時間的接近の度合いに応じて、発火頻度を変えるものが見出された。
2 扁桃体・前頭前野相同領域:予期される報酬の量とコストの脳内表現とその働き
単一ニューロン解析によって、弁別記憶の細胞表現と共に、音に関する一時的作業記憶と考えられる活動を見出した。さらに、この領域の選択的な破壊によって、より少ないコストによって報酬を獲得しようとするcost-averseな行為選択へのシフトが見出された。この領域には予期される報酬の量と、それに伴うコストの情報が表現されているものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Izawa, E.-I., Zachar G., Yanagihara, S., Matsushima, T.: "Localized lesion of caudal part of lobus parolfactorius caused impulsive choice in the domestic chick : evolutionarily conserved function of ventral striatum"Journal of Neuroscience. 23. 1894-1902 (2003)
• [文献書誌] Matsushima, T., Izawa E.-I, Aoki, N., Yanagihara S.: "The mind through chick eyes : memory, cognition and anticipation"Zoological Science. 20. 395-408 (2003)
• [文献書誌] Aoki N., Izawa, E.-I., Yanagihara, S., Matsushima, T.: "Neural correlates of memorized associations and cued movements in archistriatum of the domestic chick"European Journal of Neuroscience. 17. 1935-1946 (2003)
• [文献書誌] Nakajima S., Izawa E.-I., Matsushima, T.: "Hippocampal lesion delays the acquisition of egocentric spatial memory in chicks"NeuroReport. 14. 1475-1480 (2003)
• [文献書誌] 松島俊也: "衝動的行為選択:鳥の大脳線条体における予期の表象とその行動生態学的意義"どうぶつと人. (印刷中). (2004)