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2020 年度 実績報告書

眼窩前頭皮質-線条体ネットワークの持続的活動による意志力維持のメカニズム

公募研究

研究領域「意志動力学(ウィルダイナミクス)の創成と推進」に関する総合的研究
研究課題/領域番号 19H05028
研究機関同志社大学

研究代表者

廣川 純也  同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (40546470)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード意思決定 / 光遺伝学 / 眼窩前頭皮質 / 前頭前野 / 線条体
研究実績の概要

さまざまな情報の統合とその維持は最適な意思決定に不可欠である。意志を保持する力が弱まると、人は衝動に負け短絡的意思決定をしてしまう。本研究では前頭葉皮質の特定のニューロン集団でしばしば観察される「持続的な神経活動」と意志の力に因果関係があるかどうかを検証した。前年までの成果で眼窩前頭皮質の神経細胞群が意思決定に関する情報を符号する複数のクラスターにわけられることを示した。さらに光遺伝学的方法により線条体に投射する眼窩前頭皮質(OFC)ニューロンが意思決定における統合価値情報を次の試行が開始されるまで持続的に符号することを示した。さらにこの持続活動は試行間のインターバルが長くなるほど減弱すること、さらにその減弱と意思決定バイアスに相関があることを発見した。そこで意思決定行動課題遂行中にその活動を賦活化または抑制し、動物の意思決定バイアスに対する影響を検証した。チャネルロドプシンまたはJAWSをOFC-線条体投射細胞に発現させ、その活動の変化が選択行動に影響するかどうかを検証した。動物が報酬を獲得するタイミングでのOFC-線条体の活動の賦活化は意思決定のエビデンスに依存した報酬履歴バイアスを低下させるのに対し、抑制はバイアスを増加させた。これらの行動変化を説明するため、強化学習をベースにしたモデルを構築した。このモデルで実験結果をシミュレートしたところ、選択価値の増減によって意思決定バイアスは説明できた。これらの結果はこの経路が選択価値を保持し次の試行に活かすという「意志力の維持」に必要であることを示している。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Cold Spring Harbor Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Cold Spring Harbor Laboratory
  • [雑誌論文] Contribution of non-sensory neurons in visual cortical areas to visually guided decisions in the rat2021

    • 著者名/発表者名
      Yuma Osako, Tomoya Ohnuki, Yuta Tanisumi, Kazuki Shiotani, Hiroyuki Manabe, Yoshio Sakurai, Junya Hirokawa
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.03.099

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic coordination of the perirhinal cortical neurons supports coherent representations between task epochs2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Ohnuki, Yuma Osako, Hiroyuki Manabe, Yoshio Sakurai, Junya Hirokawa
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01129-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 眼窩前頭皮質は意思決定に関する情報を投射タイプ特異的に符号する2020

    • 著者名/発表者名
      廣川純也
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
  • [学会発表] 選択方向の神経表象は嗅周皮質における神経細胞の動的協調によってイベント間で保持される2020

    • 著者名/発表者名
      大貫朋哉
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
  • [学会発表] ラット視覚皮質における内的な感覚状態のポピュレーション表現2020

    • 著者名/発表者名
      大迫優真
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
  • [備考] 適切な意思決定を可能にする神経回路を特定

    • URL

      https://www.u-presscenter.jp/article/post-42824.html

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公開日: 2021-12-27  

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