身体反応が意思決定を修飾する神経メカニズム

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H02649
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 大平 英樹 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (90221837)
• 研究分担者: 松永 昌宏 愛知医科大学, 医学部, 講師 (00533960) ; 田邊 宏樹 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (20414021) ; 柴田 和久 名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (20505979) ; 片平 健太郎 名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (60569218)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 生理 / 意思決定 / 脳 / 身体

研究実績の概要

１．モデルフリー方略とモデルベース方略を扱う意思決定課題と計算論モデルについて、先行研究の問題点を検討し、より洗練された新たな課題とモデルを作成し提唱した。この成果は、国際的な学術ジャーナルに論文として発表した。
２．モデルフリー方略とモデルベース方略、およびそこへの身体反応の関与、の神経基盤として島皮質、線条体、前頭前皮質を関心部位として考え、それらの脳部位の機能が意思決定方略に及ぼす影響を検討するため、MRSと安静時ｆMRIによる神経画像法が有効であるという示唆を得た。そこで本年度には、これらの技法により神経画像を撮像し、計算論モデルにより推定した意思決定のパラメータとの関連を探索すべく、少数事例（N=６）を対象とした予備実験を行った。その結果、特に島皮質の機能はさまざまな意思決定パラメータと関連を有するという示唆を得た。平成30年度前半には、この研究の本実験を開始する。
３．モデルフリー方略とモデルベース方略、およびそこへの身体反応の関与を、より精緻な時間スケールで検討するために、課題遂行中の脳波と各種の生理的反応を同時計測し、それらの多数の指標の振る舞いを階層的計算論モデルで記述する研究の計画を立案し、その準備を行った。この実験は、平成30年度前半に開始する。
４．島皮質を中心とする脳と身体の機能が意思決定に関与する概念的モデルとして、現在認知神経科学において優勢となりつつある予測的符号化に基づいたモデルを考案し、総説論文として学術的ジャーナルに発表した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究の肝である、モデルフリー方略とモデルベース方略を扱う意思決定課題と計算論モデルについて最新かつ重要な知見を得ることができ、論文として公刊することができた。残りの期間中、これらの実験パラダイムを利用することができる。
MRSと安静時ｆMRIという新しい神経画像の組み合わせについて予備実験を行い、有望な知見を得ることができた。
空間分解脳を重視した神経画像に対し、脳波は時間分解能に優れた技法である。これらを組み合わせることで、本研究の知見はより豊かになると期待される。脳波を用いた実験の環境を整え、研究計画を立案できたので、平成30年度前半には実験を開始することができる。

今後の研究の推進方策

平成30年度には、意思決定課題と計算論モデルについてさらにデータを蓄積し、関与すると考えられるあらゆるパラメータの影響力を精査し、モデルを完成させる。その上で、MRSと安静時ｆMRIにより神経画像を撮像すると共に、それらの課題により意思決定のパラメータを推定し、モデルフリー方略とモデルベース方略の神経基盤を同定する。さらに、同様な課題を遂行している間に脳波と各種の生理的反応を同時計測し、モデルフリー方略とモデルベース方略への脳と身体の機能的関連を、リアルタイムに可視化することを目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Neural activity in the reward-related brain regions predicts implicit self-esteem: A novel validity test of psychological measures using neuroimaging (2018)
  • 著者名/発表者名: Izuma, K., Kennedy, K., Fitzjohn, A., Sedikides, C., & Shibata, K.
  • 雑誌名: Journal of Personality and Social Psychology 巻: 114 ページ: 343-357
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A simple computational algorithm of model-based choice preference (2017)
  • 著者名/発表者名: Toyama, A., Katahira, K., & Ohira, H.
  • 雑誌名: Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience 巻: 17 ページ: 764-783
  • 査読あり
• [雑誌論文] 予測的符号化・内受容感覚・感情 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大平英樹
  • 雑誌名: エモーション・スタディーズ 巻: 3 ページ: 2-12
  • DOI: doi.10.20797/ems.3.1_2
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 内受容感覚に基づく行動の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大平英樹
  • 雑誌名: BRAIN and NERVE-神経研究の進歩 巻: 69 ページ: 383-395
• [雑誌論文] Advances in fMRI real-time neurofeedback (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Sasaki, Y., Shibata, K., & Kawato, M.
  • 雑誌名: Trends in Cognitive Sciences 巻: 21 ページ: 997-1010
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.tics.2017.09.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Thermosensory perceptual learning is associated with structural brain changes in parietal-opercular (SII) cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Mano, H., Yoshida, W., Shibata, K., Zhang, S., Koltzenburg, M., Kawato, M., & Seymour, B.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 37 ページ: 9380-9388
  • DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1316-17.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Model-based estimation of subjective values using choice tasks with probabilistic feedback (2017)
  • 著者名/発表者名: Katahira, K., Yuki, S., & Okanoya, K.
  • 雑誌名: Journal of Mathematical Psychology 巻: 79 ページ: 29-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural and Genetic Correlates of the Social Sharing of Happiness (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, M., Kawamichi, H., Umemura, T., Hori, R., Shibata, E., Kobayashi, F., Suzuki, K., Ishii, K., Ohtsubo, Y., Noguchi, Y., Ochi, M., Yamasue, H., & Ohira, H.
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 11 ページ: 718
  • DOI: doi.10.3389/fnins.2017.00718.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between salivary serotonin and the social sharing of happiness (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, M., Ishii, K., Ohtsubo, Y., Noguchi, Y., Ochi, M., & Yamasue, H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 ページ: e0180391
  • DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0180391
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neural evidence for the intrinsic value of action as motivation for behavior (2017)
  • 著者名/発表者名: Miura, N., Tanabe, H. C., Sasaki, A. T., Harada, T., & Sadato, N.
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 352 ページ: 190-203
  • DOI: doi.10.1016/j.neuroscience.2017.03.064
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autistic traits affect P300 response to unexpected events, regardless of mental state inferences (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, M., Itakura, S., & Tanabe, H. C.
  • 雑誌名: Autism Research and Treatment 巻: なし ページ: 8195129
  • DOI: doi.10.1155/2017/8195129
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The role of the amygdala in incongruity resolution: the case of humor comprehension (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Matsui, T., Utsumi, A., Yamazaki, M., Makita, K., Harada, T., Tanabe, H. C., & Sadato, N.
  • 雑誌名: Social Neuroscience 巻: 未定 ページ: in press
  • DOI: doi.10.1080/17470919.2017.1365760
  • 査読あり
• [学会発表] セロトニン2A受容体遺伝子多型の幸せの共感性に対する効果とその国際比較 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松永昌宏、増田貴彦、石井敬子、大坪庸介、野口泰基、山末英典
  • 学会等名: 第88回日本衛生学会学術総会
• [学会発表] 感情神経科学の25年 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大平英樹
  • 学会等名: 日本感情心理学会第25回大会
  • 招待講演
• [学会発表] ポジティブ感情の神経生理的基盤 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大平英樹
  • 学会等名: 第76回日本公衆衛生学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 行動データ分析における計算論モデルベース解析と伝統的な統計解析の関係についての理論的考察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 片平健太郎
  • 学会等名: 第27回 日本数理生物学会年会
• [学会発表] 計算論モデルによる行動特性の抽出―他の統計解析手法との関係，利点，注意点― (2017)
  • 著者名/発表者名: 片平健太郎
  • 学会等名: 日本心理学会第81回大会
• [学会発表] 唾液中セロトニンと共感性・ストレス対処能力との関連 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松永昌宏、石井敬子、大坪庸介、野口泰基、山末英典
  • 学会等名: 第33回日本ストレス学会
• [学会発表] ポジティブ感情へのアプローチ (2017)
  • 著者名/発表者名: 松永昌宏
  • 学会等名: 第58回産業精神衛生研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Neural underpinnings of mutual gaze and joint attention using hyperscanning functional MRI (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, H. C.
  • 学会等名: OHBM 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] The inter-subject neural synchronization during joint attention: a hyperscanning functional MRI study (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka, A., Koike, T., Nakagawa, E., Sumiya, M., Okazaki, S., Sadato, N., & Tanabe, H. C.
  • 学会等名: SPR 57th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 行動・モデル・脳表現 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田邊宏樹
  • 学会等名: 日本心理学会第81回大会
• [学会発表] 脳機能イメージングとモデル構築ーDynamic Causal Modellingを中心に－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 田邊宏樹
  • 学会等名: 第41回日本神経心理学会学術集会
  • 招待講演
• [図書] Digital Endocasts: From Skulls to Brains (2018)
  • 著者名/発表者名: Bruner, E., Ogihara, N., & Tanabe, H. C. (Eds.)
  • 総ページ数: 289
  • 出版者: Springer Tokyo
  • ISBN: 10.1007/978-4-431-56582-6
• [図書] "Chapter11.Reconstruction and Statistical Evaluation of Fossil Brains Using Computational Neuroanatomy." in Digital Endocasts: From Skulls to Brains (2018)
  • 著者名/発表者名: Kochiyama, T., Tanabe, H. C., & Ogihara, N.
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: Springer Tokyo
  • ISBN: 10.1007/978-4-431-56582-6_11
• [図書] "Chapter18. Cerebellum: Anatomy, Physiology, Function, and Evolution" in Digital Endocasts: From Skulls to Brains (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, H. C., Kubo, D., Hasegawa, K., Kochiyama, T., & Kondo, O.
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: Springer Tokyo
  • ISBN: 10.1007/978-4-431-56582-6_18
• [図書] ポジティブ感情の精神生理学、『生理心理学と精神生理学 第Ⅱ巻』 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松永昌宏
  • 総ページ数: ６
  • 出版者: 北大路書房
  • ISBN: 4762829935