セロトニン・アセチルコリン・ドパミンネットワークによる報酬・嫌悪情報処理機構

2010 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 20300139
• 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: 関西医科大学
• 研究代表者: 中村 加枝 関西医科大学, 医学部, 教授 (40454607)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: モノアミン神経伝達物質 / セロトニン / アセチルコリン / ドパミン / 報酬 / 嫌悪

研究概要

(1)報酬に基づく強化学習の神経生理学的研究は、自律的に行動するロボットの開発、教育への応用などに強力なインパクトを与える。強化学習理論では予測される報酬と実際に得られた報酬の差(報酬予測誤差)の計算過程が実験的、理論的に最も重要な問題の一つである。報酬予測誤差をコードするとされるドパミン細胞にはアセチルコリン細胞がある脚橋被蓋核(PPTN)とセロトニン細胞がある背側縫線核(DRN)の投射がある。これらが単一神経細胞レベルでどのような報酬情報を計算しているかを調べることを目的とした。
(2)高い時間解像度の神経活動の計測、行動変化との関連の解析、すでに確立されている神経回路モデルとの関連という条件を満たす動物モデルとして、眼球運動課題を行っている霊長類を用いた。PPTNは小林康、DRNは中村加枝が主に解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Serotonin and dopamine : Unifying affective, activational, and decision functions. (2011)
  • 著者名/発表者名: Cools, R., Nakamura, K., Daw, N.D.
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacology 36 ページ: 98-113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cerebromalacia with epilepsy and cortical blindness in a laboratory Japanese macaque (Macaca fuscata). (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa, K., Nakao, K., Habiro, M., Hayashi, K., Kuwata, M., Uehara, N., Takashi, Y., Nakamura, K., Tsubura, A.
  • 雑誌名: Toxicologic Pathology 38(7) ページ: 1058-1063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coding of task reward value in the dorsal raphe nucleus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Bromberg-Martin,E.S., Hikosaka.O., Nakamura, K.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 30(18) ページ: 6262-6272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of oculomotor and visual activities in the primate pedunculopontine tegmental nucleus during visually guided saccade tasks. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Okada, Yasushi Kobayashi
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 30 ページ: 2211-2223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reward processing of the basal ganglia : Reward function of Pedunculopontine tegmental nucleus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Kobayashi, Ken-ichi Okada
  • 雑誌名: Brain and Nerve神経研究の進歩 61(4) ページ: 397-404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different Pedunculopontine Tegmental Neurons Signal Predicted and Actual Task Rewards. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Okada, Keisuke Toyama, Yuka Inoue, Tadashi Isa, Yasushi Kobayashi
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 29 ページ: 4858-4870
  • 査読あり
• [学会発表] Context dependent firing regularity of pedunculopontine tegmental nucleus of behaving monkeys. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Okada, Yasushi Kobayashi
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center (San Diego, USA)
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] Positive and negative reward value coding in the primate lateral hypothalamus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Noritake, A., Nakamura, K.
  • 学会等名: Society for Neuroscience Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Neural processing of appetitive and aversive stimuli in the primate dorsal raphe nucleus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, K., Nakao, K., Okada, K., Kobayashi, Y., Nakamura, K.
  • 学会等名: Society for Neuroscience Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] Positive and negative value coding in the primate dorsal raphe nucleus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Kobayashi, Y., Okada, O., Noritake, A., Matsuzaki, R., Nakao, K.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago, USA
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Analyses of the time course of neuronal activity of the pedunculopontine tegmental nucleus in monkeys for reward conditioned saccade task. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okada K, Kobayashi Y
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: McCormick Place, Chicago, USA
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Effects of relative and absolute magnitudes of reward on dorsal raphe neuronal activity in monkeys. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Matsumoto, M., Hikosaka, O.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Walter E.Washington Convention Center, Washington, DC., USA
  • 年月日: 2008-11-15
• [学会発表] Neural correlates of task performance of the visually guided saccade tasks in the primate pedunculopontine tegmental nucleus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Okada, Yasushi Kobayashi
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Walter E.Washington Convention Center, Washington, DC., USA
  • 年月日: 2008-11-15
• [図書] Advances in Reinforcement Learning. Chapter Title : Reward prediction error computation in the pedunculopontine tegmental nucleus neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Kobayashi, Ken-ichi Okada
  • 総ページ数: 157-180
  • 出版者: Publisher Open Access Publisher INTECH
• [備考]
  • URL: http://www.kmu.ac.jp/depts/intro/physiol
• [備考]
  • URL: http://www7.bpe.es.osaka-u.ac.jp/~yasushi/gyoseki.htm