2012 Fiscal Year Annual Research Report
Neuronal basis of prediction and decision in the basal ganglia and amygdala.
| Project Area | Elucidation of neural computation for prediction and decision making: toward better human understanding and applications |
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| Project/Area Number |
23120010
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
木村 實 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (40118451)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
春野 雅彦 独立行政法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (40395124)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 生理学 / 意思決定 / 大脳基底核 / 扁桃体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の４つの項目について研究を推進し、成果を得た。
１．複数のニホンザルが同時に参加して行う意思決定課題での行動解析：2頭のニホンザルが対面状態で、報酬確率の異なる2つの選択肢の中から１つを、報酬履歴から推定される予測にしたがって意思決定する課題を完成させた。行動選択は自己と他者が交互に行い、報酬（水）が自己にのみ、自己と他者にも与えられる場合、他者の報酬が自分に及ぶ場合を設定した。行動反応時間、眼球運動、予期的な報酬探索(anticipatory licking)を指標に、選択肢の価値の定量的な推定を定量的に測定することを開始し、新しい知見を得て成果発表に準備を進めている。
２．サルの線条体細胞が目標達成までの長期的な報酬予測を表現することの発見：ニホンザルに試行錯誤と繰り返しによって合計3回の報酬を得る課題をおこなわせ、背側線条体細胞の放電を記録した。背側線条体細胞は、全部で3回の報酬を得るという課題の構造を学習する過程で、長期的に予測される報酬の大小を放電の増大または減少によって表現ことを明らかにした（Yamada et al., 雑誌論文欄１）。
３．不適切な報酬獲得行動としてのアルコールの習慣的摂取における線条体のセロトニン２C型受容体が関与することの発見：マウス(C57BL/6J)に3週間にわたってアルコールを含む空気を吸引させ、水に比べてアルコールを好む、習慣的アルコール摂取動物モデルを作成した。この動物の側坐核においてドーパミンとセロトニンの放出が増大し、セロトニン2C受容体の増大を見出した。（Yoshimoto et al., 雑誌論文欄２）。
４．人間の脳機能イメージングの研究によって、向社会的な被験者が自己と他者への金銭報酬の分配比率を判断することに扁桃体、腹側線条体系が関与することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
自己と他者が関与する状況における意思決定の脳の神経回路メカニズムと計算過程を明らかにする研究は、サルを対象とするシステム神経科学研究では独創性が大変高く、実験系を確立するまでに予定以上に時間を要した。しかし、２４年度において、行動選択は自己と他者が交互に行い、自分の意思決定・行動選択の結果自分が得た報酬（水）が他者にも与えられる場合、他者の得た報酬が自分に及ぶ場合に、自己と他者の内的な状態を行動パラメータの計測に基づいて定量的に推定する実験系を確立することができた。脳の神経回路基板を調べるために必須となる行動パラメータの計測を進めている。２５年度には行動実験によって得られる成果を発表することができる段階に来ている。
他者がいない環境での意思決定の神経回路基盤を調べる研究も並行して実施しており、中脳ドーパミン細胞と、その主要な投射先である背側線条体の神経細胞による長期的な報酬予測、行動選択評価、線条体におけるセロトニン2C受容体の関与等に関する独創性とインパクトの高い成果を上げることができている。
これらの実績を総合的に評価すると、当初の予定より遅れている部分はあるものの、研究課題の遂行の点では高いレベルで達成されていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２２，２３及び２４年度の実績に基づいて研究計画を推進していく。特に、自己と他者が関与する状況における意思決定の脳の神経回路メカニズムと計算過程を明らかにする研究については、当初予定より少し遅れているが、当初予定よりも優れた実験系を確立することができたので、結果的にはポジティブに受け止めている。他者のいない環境での意思決定における、視床CM核から線条体への投射系についての研究も独創性の高い成果が得られており、今後さらに発展させていく。
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