霊長類前部・後部前頭前野における階層的意思決定則の神経機構の研究

灵长类前额叶皮质前后层决策规则的神经机制研究

基本信息

批准号：
21K07263
负责人：
松坂義哉
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku Medical and Pharmaceutical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1) 研究目的(階層的な意思決定の神経機構の解明)に従って2頭のニホンザルを用い、視覚キューの色と位置によってaction(ジョイスティックを動かす方向)を決定させる課題を訓練した。視覚キューの色はその位置からジョイスティックを動かす方向を決定する際の規則tacticsを指示し、regular taskでは緑色・空色ならキューの方向に、赤色・青色ならキューの反対方向にジョイスティックを倒せば正解となる。一方、reversed taskではキューの色とtacticsとの対応関係が逆転し、緑色・空色ならキューの反対方向に、赤色・青色ならキューと同じ方向にジョイスティックを倒せば正解となる。又、regular task, reversed taskの区別は別の視覚信号(task cue)によって指示し、丸、四角形はそれぞれregular task, reversed taskを意味する。このように、(1)task、(2)tactics、(3)actionの順に具体的なレベルで意思決定を行わせる行動課題を考案し、動物を訓練中である。2) これまでの研究(科研費・課題番号 17K07060)で記録したニューロン活動の再解析を行った。この解析では、有限個のニューロンからなる神経回路網がどのようにして、多様な知的行動を生成するのかを研究課題として、複数の課題を遂行しているニホンザルのニューロン活動を解析した。データ解析には機械学習を用いて、個々のニューロンが異なる課題間でどのような情報をコードしているか、又遂行中の課題自体をコードするニューロン群とはどのような関係があるか検討した。その結果、前頭連合野のニューロンは二つの課題が共通する要素を含んでいても、課題間で動的に機能を切り替える事、及び課題自体をコードするニューロン群は課題特異的な情報をコードするグループとは異なる事が判明した。

1）根据研究目标（阐明层次决策的神经机制）使用了两个日本猕猴，并根据视觉提示的颜色和位置训练了一项确定动作（操纵杆的运动方向）的任务。视觉提示颜色在确定操纵杆从该位置移动的方向时表示规则策略，并且在常规任务中，如果绿色或天空蓝色，并且在红色或蓝色的情况下，将操纵杆撞到了提示方向上，答案是正确的。另一方面，在相反的任务中，提示和战术的颜色之间的对应关系被逆转，如果它是绿色或天蓝色，请沿提示的相反方向敲下操纵杆，如果它是红色或蓝色的，则是正确的。同样，常规任务和反向任务之间的区别由另一个视觉信号（任务提示）指示，圆形和矩形分别是指常规任务和反向任务。因此，通过设计行为任务来训练动物，这些任务允许以（1）任务，（2）策略和（3）行动的顺序在特定层面上做出决策。 2）在先前研究中记录的神经元活动的重新分析（科学基金，第17K07060号研究）。在此分析中，我们通过研究由有限神经元组成的神经网络如何产生各种智力行为的神经网络，分析了日本猕猴的神经元活性。机器学习用于数据分析，以检查不同任务之间哪种信息单个神经元代码，以及与编码要执行任务本身的神经元的关系是什么样的。结果，发现尽管额叶关联中的神经元包含共享两个常见任务的元素，但它们在任务之间动态切换功能，并且编码任务本身的神经元组与编码特定于任务特定信息的组不同。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Role Played by medial frontal areas in integration of behavioral tactics and cue position for action selection

内侧额叶区域在整合行为策略和动作选择提示位置中发挥的作用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Muhammad Ali Haider Awan;Hajime Mushiake;Yoshiya Matsuzaka;Muhammad Ali Haider Awan;Muhammad Ali Haider Awan;Muhammad Ali Haider Awan
通讯作者：
Muhammad Ali Haider Awan

Neurons in the posterior medial prefrontal cortex changes their functions across different tasks

后内侧前额叶皮层的神经元在不同任务中改变其功能