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2007 年度 実績報告書

意思決定における知覚と報酬の関係-fMRI・神経細胞記録・計算モデルの統合研究

研究課題

研究課題/領域番号 19330161
研究機関玉川大学

研究代表者

奥田 次郎  玉川大学, 脳科学研究所, 嘱託教員 (80384725)

研究分担者 坂上 雅道  玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (10225782)
鮫島 和行  玉川大学, 脳科学研究所, 准教授 (30395131)
キーワード意思決定 / 報酬予測 / 知覚的曖昧性 / ドーパミンニューロン / 黒質-線条体 / 内側前頭葉 / 強化学習モデル / 機能的MRI
研究概要

本研究の目的は、人間や動物の意思決定プロセスにおける脳内の報酬情報処理と刺激知覚処理との関係をヒトの機能的MRI(fMRI)実験、実験動物(サル)における神経細胞活動記録、ならびに理論計算モデルの3点から包括的に解明することである。不明瞭で知覚的に曖昧な刺激に対する脳の報酬予測活動を調べることにより、刺激の入力から反応の出力に至る意思決定過程における知覚判断と脳内報酬処理の関係を実験的に検証し、現実的で柔軟な意思決定の理論モデルの提唱を目指す。
平成19年度は、知覚的に不明瞭な視覚刺激に対する報酬の予測過程を実験的に検討する課題パラダイムの構築から始めた。報酬を予測させる条件刺激として、知覚の状態を弁別成績という客観的指標によって個体問で統制し得るランダムドットモーション刺激を用い、右あるいは左のどちらか一方に動くランダムドットモーション刺激に対してジュース報酬を呈示する課題を施行した。ランダムドットの動きの一致度(コヒーレンス)を操作して知覚の状態を変化させたときの報酬予測的脳活動をヒトについてはfMRIにて、サルについては細胞外微小電極記録にてそれぞれ記録した。
結果として、神経活動記録実験からは、報酬関連ニューロンである中脳黒質ニューロンの活動が刺激検出の初期成分と刺激知覚の後期成分の2つの成分からなり、それぞれがその時点における報酬予測誤差情報を表現することが明らかとなった。また、fMRI実験からは、大脳基底核(尾状核)が主に刺激が明瞭な場合に刺激入力に即した報酬予測的活動を示すこと、これに対し前頭葉内側皮質が曖昧な刺激に対して被験者の知覚弁別に基づいた報酬予測活動を示すことが明らかとなった。これらの結果は、脳内報酬情報処理が刺激知覚処理と様々に連動し、従来考えられていたよりも柔軟かつ精緻に動物の報酬予測、ひいていは意思決定を修飾するということを明らかにするものである。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 脳内報酬情報処理に及ぼす知覚的曖昧性の影響2008

    • 著者名/発表者名
      山本 愛実
    • 雑誌名

      日本神経回路学会誌 15(1)

      ページ: 3-17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 知覚確率が報酬予測誤差に及ぼす影響2007

    • 著者名/発表者名
      竹村 浩昌
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告 107(410)

      ページ: 69-74

  • [学会発表] Neuroscience of the reward system2008

    • 著者名/発表者名
      Jiro Okuda
    • 学会等名
      Workshop on Experimental Economics, Economics Education and Neuroeconomics (シンポジウム)
    • 発表場所
      Kyoto Sangyo University,Kyoto
    • 年月日
      2008-02-17
  • [学会発表] 知覚確率が報酬予測誤差に及ぼす影響2007

    • 著者名/発表者名
      竹村 浩昌
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会 (一般口頭演題)
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋
    • 年月日
      2007-12-22
  • [学会発表] Multiple brain circuits for reward prediction2007

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Sakagami
    • 学会等名
      Tamagawa-Caltech Joint Workshop "Neural Mechanisms of the Social Mind" (シンポジウム)
    • 発表場所
      Tamagawa University,Tokyo
    • 年月日
      2007-12-06
  • [学会発表] Dopamine responses to complex reward-predicting stimuli2007

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Nomoto
    • 学会等名
      Neuroscience2007(一般ポスター演題)
    • 発表場所
      San Diego Convention Center,San Diego,CA
    • 年月日
      2007-11-06
  • [学会発表] Differential reward prediction on salient and uncertain perception as revealed by random dot motion stimuli and fMRI2007

    • 著者名/発表者名
      Manami Yamamoto
    • 学会等名
      Neuroscience2007(一般ポスター演題)
    • 発表場所
      San Diego Convention Center,San Diego,CA
    • 年月日
      2007-11-04
  • [学会発表] Action value in the striatum and reinforcement learning model of cortico-basal ganglia network2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Samejima
    • 学会等名
      Neuro2007(シンポジウム)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,横浜
    • 年月日
      2007-09-12
  • [学会発表] Functionally and temporally dissociable neural processes underlying social decision-making on faces2007

    • 著者名/発表者名
      Hackjin Kim
    • 学会等名
      Neuro2007(シンホジウム)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,横浜
    • 年月日
      2007-09-10
  • [学会発表] Perceptual ambiguity by luminance contrast and reward predictive activity in the brain2007

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Takemura
    • 学会等名
      Neuro2007(一般口頭演題)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,横浜
    • 年月日
      2007-09-10
  • [学会発表] Brain activity for reward prediction on ambiguous perception2007

    • 著者名/発表者名
      Manami Yamamoto
    • 学会等名
      Neuro2007(一般ポスター演題)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,横浜
    • 年月日
      2007-09-10
  • [学会発表] Dopamine responses to complex reward-predicting stimuli2007

    • 著者名/発表者名
      Kensaku Nomoto
    • 学会等名
      Neuro2007(一般ポスター演題)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,横浜
    • 年月日
      2007-09-10
  • [図書] Reward and Decision Making in Corticobasal Ganglia Networks2007

    • 著者名/発表者名
      Bernard W.Balleine
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      Blackwell

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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