不確実性下の知覚意思決定に関する神経回路動態の解明

阐明与不确定性下感知决策相关的神经回路动力学

• 批准号: 22H02735
• 负责人: 廣川 純也
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology (2023)Doshisha University (2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02735/
• 关键词: メタ認知; 前頭前野; 一次視覚野; げっ歯類; 光遺伝学; 不確実性; 意思決定; ウイルスベクター; 眼窩前頭皮質; 視覚野

動物は環境の不確実性を評価し、その状況に適した柔軟な選択を行う。われわれの知覚意思決定は状況の不確実性に基づきどのように変容するのかそのメカニズムは神経回路レベルではほとんどわかっていない。本研究は、嗅覚、視覚、聴覚など異なる感覚情報に基づく知覚意思決定課題を用いて不確実性に基づく知覚認知バイアスの原因になる神経回路の同定を目指す。最初に報酬に対する待ち時間を利用して匂い弁別の不確実性を評価する行動実験系を確立した。この課題により動物が知覚に基づく不確実性を多段階的に評価し行動として表出できることを明らかにした。この行動実験を用いて前頭前野にNeuropixelsプローブを慢性的に留置し多数のユニット活動を計測した上で単一神経細胞に分離した。今後、タスク中の意思決定変数の符号に関する解析に用いる。さらにシナプス終末から取り込まれ逆行性に輸送されるAAV-retroウイルスベクターを用いて、興奮性・抑制性のロドプシン（ChR2,Jaws)を眼窩前頭皮質ー線条体投射細胞に発現させ、ラットが上記行動課題を行っている最中にその活動を光制御して影響を調べた。現在行動データを解析中である。また、動物にとっての不確実性を評価するにあたって、動物の行動を厳密に制御する必要が生じ、マウスの頭部固定実験系を用いた新たにタスクを開発した。また、不確実性下の聴覚弁別に伴う聴覚皮質における神経表象を明らかにした（Takamiya et al., eNeuro 2022)。

动物评估环境的不确定性并做出适合情况的灵活选择。我们的感知决策如何根据情境不确定性而变化的机制在神经回路层面很大程度上是未知的。本研究旨在利用基于嗅觉、视觉和听觉信息等不同感官信息的感知决策任务，识别导致基于不确定性的感知认知偏差的神经回路。首先，我们建立了一个行为实验系统，利用奖励的潜伏时间来评估气味辨别的不确定性。通过这项任务，我们发现动物可以评估多个阶段的感知不确定性并将其表达在行为中。通过这种行为实验，我们长期将 Neuropixels 探针放置在前额皮质中，并测量许多单元的活动，然后将其分成单个神经元。未来，这将用于分析任务过程中决策变量的迹象。此外，使用从突触末端摄取并逆行运输的AAV-逆转录病毒载体，在眶额皮层-纹状体投射细胞中表达兴奋性/抑制性视紫红质（ChR2，Jaws），并且在大鼠进行光控制的同时，我们用光控制了其活动。一项行为任务并研究其影响。目前正在分析行为数据。此外，为了评估动物的不确定性，有必要严格控制动物的行为，因此我们使用头部固定的小鼠实验系统开发了一项新任务。我们还揭示了听觉皮层中与不确定性下的听觉辨别相关的神经表征（Takamiya 等人，eNeuro 2022）。

项目成果

Prefrontal to olfactory cortex ventral tenia tecta inputs share odor-evoked behavioral-state signals to affect context-dependent learning

前额叶到嗅觉皮层腹侧顶盖输入共享气味诱发的行为状态信号以影响情境依赖性学习

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuta Tanisumi;Kazuki Shiotani;Yuma Osako;Tomoya Ohnuki;Shogo Takamiya;Junya Hirokawa;Yoshio Sakurai;Hiroyuki Manabe
• 通讯作者: Hiroyuki Manabe

Auditory Cortex Neurons Show Task-Related and Learning-Dependent Selectivity toward Sensory Input and Reward during the Learning Process of an Associative Memory Task

在联想记忆任务的学习过程中，听觉皮层神经元对感觉输入和奖励表现出与任务相关和学习依赖的选择性

• DOI: 10.1523/eneuro.0046-22.2022
• 发表时间: 2022
• 期刊: eneuro
• 影响因子: 3.4
• 作者: Takamiya Shogo;Shiotani Kazuki;Ohnuki Tomoya;Osako Yuma;Tanisumi Yuta;Yuki Shoko;Manabe Hiroyuki;Hirokawa Junya;Sakurai Yoshio
• 通讯作者: Sakurai Yoshio

匂い情報処理過程における前扁桃野の機能

前杏仁核在处理气味信息过程中的功能

• 发表时间: 2023
• 作者: 福本 慎吾;北村 菜々;江原 健悟;谷隅 勇太;廣川 純也;櫻井 芳雄;木津川 尚史;塩谷 和基;眞部 寛之
• 通讯作者: 眞部 寛之

感覚皮質ニューロンのバラエティ豊かな行動状態表象とその機能

感觉皮层神经元的各种行为状态表征及其功能

• 发表时间: 2022
• 作者: 谷隅 勇太;塩谷 和基;大迫 優真;大貫 朋哉;高宮 渉吾;廣川 純也;櫻井 芳雄;眞部 寛之
• 通讯作者: 眞部 寛之

げっ歯類大脳皮質における神経細胞集団ダイナミクス的解析の実際

啮齿动物大脑皮层神经元群动态的实际分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Takamiya Shogo;Shiotani Kazuki;Ohnuki Tomoya;Osako Yuma;Tanisumi Yuta;Yuki Shoko;Manabe Hiroyuki;Hirokawa Junya;Sakurai Yoshio;宮崎勝彦;廣川純也
• 通讯作者: 廣川純也