望月圭 こころの未来研究センター研究員と船橋新太郎 同教授は、眼球運動方向の自由選択課題をサルに訓練し、その間の神経活動を記録することで、選択肢呈示の数百ミリ秒前に前頭連合野外側領域の神経細胞が有する活動の強弱によって、サルの直後の選択にバイアスがかかることを明らかにしました。さらに自由選択条件下における神経細胞活動の個体の選択への影響は、前頭連合野の細胞がもつ情報を短期的に保持するはたらきと密接な関係があることがわかりました。
本研究成果は、2015年10月21日に米国生理学会が発行する科学雑誌「Journal of Neurophysiology」誌の電子版に掲載されました
研究者からのコメント
左から望月研究员、船桥教授
前头连合野の持続性の活动を示す神経细胞は、これまで情报の一时的な保持を担うと考えられてきました。今回、このような神経细胞のもつ活动状态を持続する性质が、自由选択场面においては、选択肢が现れる前の偶然の活动状态の强弱を持続させ、各选択肢に対応した脳内での応答の强さを不均等にすることで、选択にバイアスをかける要因となっていることを明らかにしました。个々の神経细胞のもつ基本的な活动特徴をもとに、さまざまな状况における细胞活动の机能を理解することは、认知神経科学研究の大きな醍醐味です。こうした研究により、私たちの何気ない普段の行动が、どのような神経メカニズムによって支えられているのかを解明していきたいと思っています。
概要
自身の行动を选択するとき、われわれは、それぞれの选択肢の损得の大小や、どちらの选択肢のほうが惯れているかなど、さまざまな情报を手がかりに选択を行ないます。しかしそういった外的な手がかりが一切なく、どの选択肢でも得られる结果はおなじという状况でも、われわれは自身の意思で内発的に选択を行なうことができます。この自由选択行动の遂行には大脳皮质の前头连合野が関与すると考えられてきましたが、神経细胞（ニューロン）レベルでの详细なメカニズムは知られていませんでした。そこで本研究グループは、2ヶ所に同时に视覚刺激を呈示し、サル自らがどちらかの位置を选んでその位置へと视点を动かす自由选択の眼球运动课题を作成し、课题遂行中の前头连合野ニューロンの活动を调べました（図础）。
その结果、サルが眼球运动によって视野内のある位置を选ぶとき、その位置の情报を担う前头连合野のニューロンの活动がもともと强かったということがわかりました（図叠）。ニューロン活动の强さの违いは选択肢が呈示される数百ミリ秒前からみられはじめたため、これは选択の结果を反映した活动ではなく、前头连合野ニューロンが事前に有していた自発的な活动の强弱が、その后の个体の选択にバイアスを与えたことの証拠だと考えられます。すなわち、选択肢のどれでも自由に选択できる状况では、选択直前の前头连合野のニューロンの活动状态によって、どの选択肢を选ぶかがある程度决められていることがわかりました。
（础）使用した自由选択课题。サルは视覚刺激によって示された画面上のランダムな2ヶ所のうち、どちらか一方を选び、数秒の遅延后、その位置へ眼球运动を行なった。（叠）前头连合野ニューロンの活动。画面上に呈示される选択肢がまったくおなじ条件でも、最终的にサルが异なる选択をした场合、ニューロンの活动は选択肢が现れる数百ミリ秒前から违っていた。
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
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Kei Mochizuki, Shintaro Funahashi
"Prefrontal spatial working memory network predicts animal's decision-making in a free choice saccade task"
Journal of Neurophysiology, Published 21 October 2015
- 京都新聞（11月10日 31面）に掲載されました。
