認知・情動脳科学専攻 Major of Cognitive and Emotional Neuroscience
報酬の価値に基づく意思決定に関わる脳内機序の解明
Brain mechanisms of reward-based decision-making
システム情動科学 System Emotional Science
瀬戸川 剛 Tsuyoshi Setogawa研究の背景と目的 Background and Purpose of Study
これまで“報酬”と“意思決定”をキーワードに、選択を行っている際の脳内機序解明を目指して研究を行ってきました。特に前頭前野の眼窩前頭皮質に着目し、サルを用いた電気生理学的・薬理学的実験によって同部位の神経細胞の活動が選択肢の価値を符号化しているだけでなくそれぞれの選択肢の価値の比較をも行っていることを明らかにしてきました。現在は、報酬に基づく意思決定にかかわる神経ネットワークを明らかにするために、化学遺伝学的手法を用いた研究を進めています。
研究内容
私たちは日々の生活の中で、しばしば複数の選択肢の中から
1つを選んで行動しなければならない場面に直面します。このような行動選択を行う際には、その選択肢を選んだことで得られると期待される報酬の量（
Benefit）と、その報酬を得るまでに必要な作業負荷（
Cost）との兼ね合いから、それぞれの選択肢の主観的な価値を見積もると考えられています。最終的な行動に至るためには、これら見積もられた選択肢の価値を比較し、どの選択肢がその個体にとってより良いものなのかを決定する必要があります。まず私たちは、報酬の量と作業負荷を選択できる行動決定課題を開発し、サルに学習させました。課題遂行中に単一神経活動記録を行うことで、前頭前野の腹側表面に位置する眼窩前頭皮質の神経細胞の活動が、提示された２つの選択肢の価値の差分と相関していることを見出しました。また、薬理学的に眼窩前頭皮質を不活性化すると、より価値の低い選択肢を選ぶという非合理的な選択の頻度が増加しました。以上の結果は、眼窩前頭皮質が「どちらの選択肢がより価値が高いか」という価値の比較に関わる処理を担っていることを示唆しています。
現在は、眼窩前頭皮質で処理された価値の比較情報がどの脳領域を経由し最終的な選択となって実際の行動として出力されるかを明らかにするために、化学遺伝学的手法を用いた実験系を計画しています。
参考文献
Setogawa T, Mizuhiki T, Matsumoto N, Akizawa F, Kuboki R, Richmond BJ, Shidara M. Neurons in the monkey orbitofrontal cortex mediate reward value computation and decision-making. Communications Biology, 2:126 (2019)
