消去学習を促進する注意の神経メカニズム

促进消退学习的注意神经机制

基本信息

  • 批准号:
    22K18645
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-06-30 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は、期待どおりに報酬が得られずに予想と実際の報酬の差である期待外れが生じる際にその学習を促進する注意、すなわち消去学習を促進する注意の神経メカニズムを解明する。今年度は、サブ秒単位で生じる報酬の期待外れに対する行動を定量的に評価するラット行動モデルを開発し、その神経活動を計測し、さらにミリ秒単位で神経活動を操作する光遺伝学法と融合することで、消去学習を因果的に促進する注意の神経機構について検討した。まず頭部固定下のラットに、報酬である水の提示口と一体になったレバーを操作して確率的な報酬を獲得する行動を学習させた。その後、報酬提示前に新しい条件刺激を複数加え、一部の刺激後の報酬を減らし、報酬に関する期待外れを生じさせた。新規に導入された期待外れに対して注意が高まり、報酬に対する期待を消去する学習が促進されるはずである。この学習を促進する注意を担う神経基盤として、前脳基底部のアセチルコリン(ACh)作動性細胞から記憶に関わる海馬に投射する神経回路に着目した。サブ秒単位の解像度で海馬におけるACh量を計測したところ、期待外れに対して注意が高まる学習の初期に上昇し、ACh量が多いほど報酬の有無を確認する時間が増加した。このことは、海馬におけるAChの増加が、報酬の消去学習を促進する注意を担う可能性を支持する。次に期待外れが生じる瞬間の海馬におけるAChの上昇が因果的に消去学習を促進するか検討するため、ACh放出をミリ秒単位で制御できる光遺伝学法と融合する行動課題を開発した。その課題において、前脳基底部から海馬に投射するACh細胞の活動を、期待外れが生じる瞬間特異的に光遺伝学法によって刺激すると、消去学習が促進されることを見出した。今後詳細なデータ解析を行う。
这项研究阐明了关注的神经机制,即促进学习的关注,即促进消除学习的注意,而当没有预期的奖励获得奖励时,这是预测和实际奖励之间的差异。今年,我们开发了一种大鼠行为模型,该模型对在亚世代内发生的令人失望的奖励进行了定量评估行为,并检查了关注的神经机制,这些神经机制通过测量其神经活动并操纵毫秒中的神经活动来促进消除学习。首先,通过操作与水呈现端口集成的杠杆,教授了固定头下方的大鼠如何获得概率奖励,这是奖励。随后,在奖励表现之前添加了多种新的条件刺激,减少了一些刺激后的奖励回报,从而对奖励感到失望。它应该提高人们对新引入的失望的认识,并鼓励学习消除对奖励的期望。我们专注于从基础前脑中乙酰胆碱(ACH)Ergic细胞投射到与记忆有关的海马的神经回路,作为对这种学习的关注的神经基础。当海马中的ACH数量以亚秒的分辨率进行测量时,它在学习早期增加,当注意力增加到失望量越高,ACH的数量越高,就该检查奖励的时间就越多。这支持了海马ACH的增加可能在促进奖励消除学习中发挥注意力的可能性。接下来,为了调查令人失望的瞬间促进消除因果学习的那一刻,海马中ACH的上升是否是否开发了一项行为任务,该任务结合了光遗传学方法,允许ACH释放以毫秒为单位。在这项任务中,我们发现,当通过瞬时的方式刺激了从基础前脑到海马的ACH细胞的活性,从而刺激了失望的瞬间,就会促进消除学习。将来将进行详细的数据分析。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Basal forebrain-hippocampus cholinergic signaling facilitates learning for behavioral adjustment in the absence of expected reward
基底前脑-海马胆碱能信号传导有助于在没有预期奖励的情况下学习行为调整
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hisa Mukohira;Seiya Ishino;Taisuke Kamada;Masaaki Ogawa
  • 通讯作者:
    Masaaki Ogawa
Midbrain dopamine neurons signal opposing reward prediction errors to continue reward pursuit
中脑多巴胺神经元发出相反的奖励预测错误信号以继续追求奖励
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Seiya Ishino;Taisuke Kamada;Sarpong Gideon;Reo Tsukasa;Hisa Mukohira;Kenta Kobayashi;Naoki Honda;Naoya Oishi;Masaaki Ogawa
  • 通讯作者:
    Masaaki Ogawa
A dopamine circuit for active switching toward the pursuit of future reward
主动转向追求未来奖励的多巴胺回路
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Seiya Ishino;Taisuke Kamada;Gideon Sarpong;Julia Kitano;Reo Tsukasa;Hisa Mukohira;Fangmiao Sun;Yulomg Li;Kenta Kobayashi;Naoki Honda;Naoya Oishi;Masaaki Ogawa
  • 通讯作者:
    Masaaki Ogawa
期待外れを乗り越える神経基盤
克服令人失望的期望的神经基础
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Seiya Ishino;Taisuke Kamada;Gideon A. Sarpong;Julia Kitano;Reo Tsukasa;Hisa Mukohira;Fangmiao Sun;Yulong Li;Kenta Kobayashi;Naoki Honda;Naoya Oishi;Masaaki Ogawa;小川正晃
  • 通讯作者:
    小川正晃
Neural mechanisms to actively cope with lack of expected reward: role of dopamine
积极应对缺乏预期奖励的神经机制:多巴胺的作用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ishino Seiya;Kamada Taisuke;Sarpong Gideon A.;Kitano Julia;Tsukasa Reo;Mukohira Hisa;Sun Fangmiao;Li Yulong;Kobayashi Kenta;Naoki Honda;Oishi Naoya;Ogawa Masaaki;Masaaki Ogawa;Masaaki Ogawa
  • 通讯作者:
    Masaaki Ogawa
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