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2011 年度 実績報告書

報酬獲得のための行動決定制御の脳内情報処理機構

研究課題

研究課題/領域番号 22300138
研究機関筑波大学

研究代表者

設樂 宗孝  筑波大学, 医学医療系, 教授 (10357189)

研究分担者 肥後 範行  独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (80357839)
松本 有央  独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 研究員 (00392663)
キーワード報酬系 / 行動決定 / 労働負荷 / 自己選択効果 / アカゲザル
研究概要

報酬獲得のための行動決定を調べるために、報酬までの労働負荷と報酬量の組み合わせを選択する行動決定課題をトレーニングしたサルを用いて課題の誤答率を詳細に検討した。この課題では、4段階の報酬量と4段階の仕事量を組み合わせた16通りから、その内の2つを選択肢として呈示し、選択を行わせる。選択はモンキーチェア内に装備した左右のバーの内いずれかを握ることで行う。仕事としては視覚弁別試行(画面に表示される視覚刺激の色が赤から緑に変わったら、モンキーチェア内の中央バーから1秒以内に手を離す)を複数回行わせることとし、その回数が労働負荷量となる。労働負荷と報酬量の組み合わせは、全部で16通りあり、労働負荷はパターン刺激の長さによって、報酬量はパターン刺激の明るさによって表す。この16通りから2つを選ぶ組み合わせは全部で120通りある。様々な選択肢の組み合わせを用いたときの行動決定の結果を報酬割引モデルによってフィッティングすると、指数関数を使った割引モデルによってよくフィットできた。また、行動決定を行った場合とコンピューターにより与えられた場合のスケジュール課題の課題の誤答率を報酬割引モデルによってフィッティングすると、行動決定を行った場合の方が報酬量にかかる定数項および割引率の両者とも大きいことがわかり、これらによって、課題の誤答率が低いという自己選択効果が現れていることが示唆された。次に、行動決定課題遂行時のニューロン活動を調べるために、眼窩前頭皮質を中心に前頭前野から単一ニューロン活動を記録するための手術を行い、行動決定の際に反応するニューロンが記録されつつある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

大震災の直後、実験を一時中止せざるを得ない状況であったが、その後状態を復帰することができ、行動決定の行動実験は順調に進んだ。ニューロン活動の記録実験も、頭部手術を行って記録を開始したので、今後データが蓄積してくるはずである。

今後の研究の推進方策

行動決定課題中のサルの眼窩前頭皮質よりニューロン活動を記録し始めており、今後このニューロンデータを蓄積して行動決定における役割を探っていく。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] The influence of passband limitation on the waveform of extracellular action potential2012

    • 著者名/発表者名
      Mizuhiki T, Inaba K, Setogawa T, Toda K, Ozaki S, Shidara M.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 72(3) ページ: 214-220

    • DOI

      10.1016/j.neures.2011.12.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential encoding of factors influencing predicted reward value in monkey rostral anterior cingulate cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Toda K, Sugase-Miyamoto Y, Mizuhiki T, Inaba K, Richmond BJ, Shidara M
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7(1)

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0030190

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Encoding of reward expectation by monkey anterior insular neurons2012

    • 著者名/発表者名
      Mizuhiki T, Richmond BJ, Shidara M
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: (in press)

    • DOI

      10.1152/jn.00282.2011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of temporal processing stages by inferior temporal neurons in facial recognition2011

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Sugase, Narihisa Matsumoto, Kenji Kawano
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychology

      巻: 2 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2011.00141

    • 査読あり
  • [学会発表] アカゲザル背側縫線核は報酬スケジュール課題遂行中に無報酬・報酬の予測,結果,不確実性と関連した活動を示す2012

    • 著者名/発表者名
      稲葉清規, 水挽貴至, 瀬戸川剛, 秋澤文香, 兎田幸司, 設楽宗孝
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本文化会館(長野県)
    • 年月日
      2012-03-31
  • [学会発表] 行動決定課題および報酬スケジュール課題遂行中におけるサルの行動成績の報酬価値時間割引モデルによる比較2012

    • 著者名/発表者名
      瀬戸川剛、水挽貴至、稲葉清規、設楽宗孝
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本文化会館(長野県)
    • 年月日
      2012-03-31
  • [学会発表] 報酬スケジュール中のサル前部帯状皮質、前部島皮質、腹側線条体間における単一ニューロン活動の比較2012

    • 著者名/発表者名
      水挽貴至、リッチモンド・バリー、設楽宗孝
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本文化会館(長野県)
    • 年月日
      2012-03-31
  • [学会発表] Comparison of monkeys' behavioral performances in reward schedule task with and without decision-making by temporal discounting model of reward value2011

    • 著者名/発表者名
      T.SETOGAWA, T.MIZUHIKI, K. INABA, M.SHIDARA
    • 学会等名
      41th Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC Convention center (USA)
    • 年月日
      2011-11-14
  • [学会発表] Neurons in monkey dorsal raphe nucleus showed activity related to unreward/reward expectancy and acquisition, and reward uncertainty in the reward schedule task2011

    • 著者名/発表者名
      K.INABA, T.MIZUHIKI, T.SETOGAWA, K.TODA, M.SHIDARA
    • 学会等名
      41th Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC Convention center (USA)
    • 年月日
      2011-11-13
  • [学会発表] Specific neuron represents combinations of visual stimuli in area TE and reward contingency in perirhinal cortex2011

    • 著者名/発表者名
      K.OHYAMA, Y.SUGASE-MIYAMOTO, N.MATSUMOTO, M.SHIDARA, C.SATQU
    • 学会等名
      41th Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC Convention center (USA)
    • 年月日
      2011-11-13
  • [学会発表] Plastic changes in the ventral premotor area after primary motor cortex lesion in macaque monkeys : Possible involvement in functional compensation of manual dexterity2011

    • 著者名/発表者名
      Y.MURATA, N.HIGO, T.HAYASHI, Y.NISHIMURA, Y.SUGIYAMA, T.OISHI, H.TSUKADA, T.ISA, H.ONOE
    • 学会等名
      41th Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington DC Convention center (USA)
    • 年月日
      2011-11-13
  • [学会発表] サルの背側縫線核で記録した細胞外活動電位の波形に対する帯域制限の影響2011

    • 著者名/発表者名
      水挽貴至, 稲葉清規, 瀬戸川剛, 兎田幸司, 尾崎繁, 設楽宗孝
    • 学会等名
      第34回日本神経科学学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] A comparative analysis of results from intracortical microstimulation and single-unit recording in the primary motor cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Nozaki, Ichiro Takashima, Noriyuki Higo
    • 学会等名
      第34回日本神経科学学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] 行動決定課題および報酬スケジュール課題遂行中のサルの行動成績における報酬価値の時間割引比較2011

    • 著者名/発表者名
      瀬戸川剛, 水挽貴至, 稲葉清規, 設楽宗孝
    • 学会等名
      第34回日本神経科学学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-09-16

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公開日: 2013-06-26  

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