不確実な環境下で経験に基づく探索行動を支える神経基盤

プログラム

医学系研究助成　精神・神経・脳領域

所属機関

理化学研究所

所属部署

脳神経科学研究センター、思考・実行機能研究チーム

キーワード

前頭極　動画解析　マカクザル　多腕バンディット課題

研究結果の概要

本研究では、不確実な環境下における探索行動を支える神経基盤の解明を目的として、自由行動下の行動解析手法の開発と前頭極神経活動の計測を行った。まず、自由行動するマカクザルを複数台のカメラで撮影し、DeepLabCutとステレオビジョンを用いて三次元姿勢を再構築するパイプラインを開発した。さらに、体部位軌跡の時系列データを短時間フーリエ変換とUMAPによって解析した結果、四足歩行は低次元空間の限られた領域に局在する一方、毛づくろいは広範囲を遷移することが示された。次に、探索行動と搾取行動を繰り返す有限ホライズン多腕バンディット課題をマカクザルに訓練し、前頭極から神経活動を記録した。その結果、報酬確率が不確実な状況における選択行動 (Random shift) に特異的な活動を示すニューロンが確認され、前頭極が選択の不確実性を表現している可能性が示唆された。これらの結果は、探索行動の行動状態と神経活動を結び付けて理解するための基盤となる。

公表論文