Electrophysiological Basis of Working Memory Capacity

ワーキングメモリの実行系機能は，前頭葉のはたらきに強く依存していることが知られている。中でも，前頭前野外側部と前部帯状回が，ワーキングメモリの実行系機能と関わることが繰り返し報告されている。令和4年度は，前部帯状回のはたらきに関する研究をまとめた論文をNeuroscience誌に掲載した。具体的には，認知負荷の高い課題に取り組む前に，前部帯状回が賦活し，この領域が，運動領域や頭頂領域，また，脳幹の神経伝達物質生成領域と機能的に結合することで，実行系を駆動する可能性を示した。実験では，手がかりパラダイムを用い，認知負荷あるいは情動負荷の手がかりを提示し，手がかり刺激提示時の脳活動をfMRIを用いて計測した。分析には，従来のGeneral Linear Modelに加え，PsychoPhysiological Interactionを用いることで，前部帯状回と実効的結合をもつ領域を特定した。また，個人差にも着目し，手がかり刺激提示中の前部帯状回の活動が強い個人ほど，課題遂行時の反応時間が短くなるという結果が得られた。尚，実験に用いた課題はストループ・フランカー課題であり，実行系機能の働きを要求するものであった。この研究により，前部帯状回は，認知的負荷が高い状況を検知し，認知行動制御信号を生成することで，状況に適応的な行動を導くはたらきを担うことが示唆された。考察では，期待価値制御モデルや強化メタ学習モデルを紹介し，本研究結果と照らし合わせることで，前部帯状回における神経計算メカニズムについて議論した。

ワーキングメモリの実行系機能は，前頭葉のはたらきに強く依存していることが知られている。中でも，前頭前野外側部と前部帯状回が，ワーキングメモリの実行系機能と関わることが繰り返し報告されている。令和4年度は，前部帯状回のはたらきに関する研究をまとめた論文をNeuroscience誌に掲載した。具体的には，認知負荷の高い課題に取り組む前に，前部帯状回が賦活し，この領域が，運動領域や頭頂領域，また，脳幹の神経伝達物質生成領域と機能的に結合することで，実行系を駆動する可能性を示した。実験では，手がかりパラダイムを用い，認知負荷あるいは情動負荷の手がかりを提示し，手がかり刺激提示時の脳活動をfMRIを用いて計測した。分析には，従来のGeneral Linear Modelに加え，PsychoPhysiological Interactionを用いることで，前部帯状回と実効的結合をもつ領域を特定した。また，個人差にも着目し，手がかり刺激提示中の前部帯状回の活動が強い個人ほど，課題遂行時の反応時間が短くなるという結果が得られた。尚，実験に用いた課題はストループ・フランカー課題であり，実行系機能の働きを要求するものであった。この研究により，前部帯状回は，認知的負荷が高い状況を検知し，認知行動制御信号を生成することで，状況に適応的な行動を導くはたらきを担うことが示唆された。考察では，期待価値制御モデルや強化メタ学習モデルを紹介し，本研究結果と照らし合わせることで，前部帯状回における神経計算メカニズムについて議論した。