Investigation and manipulation of neural networks for adaptive decision making in competitive and cooperative interactions

ヒトのような複雑な社会構造を形成するためには、「心の理論」と呼ばれる、自己との相互作用によって変化する他者の心や行動を推測する能力が重要となる。しかしながら、他者の心や行動を推測することができれば自分の行動が決定できるわけではなく、自己と他者の関係や周辺環境に応じて適応的に行動を選択する必要があるが、それを実現する神経回路網についてはいまだ未解明である。本研究では、インタラクティブな実験課題遂行中の神経活動を長期間、高時空間解像度で記録することで、脳内他者シミュレーションを利用した適応的行動選択を実現する神経ネットワークについて検証する。さらに、その神経ネットワークを操作し、他の脳領野や被検体の行動への影響について検証することで、その因果的機能を明らかにすることを目指す。令和４年度は、インタラクティブ課題遂行中のニホンザルの行動データの解析を行った。その結果、コンピュータを相手に課題を行っている際よりも、ヒトを対戦相手として課題を行っている際の方が、より対戦相手の行動を予測できることが分かった。このニホンザルに対して、ECoG電極のインプラントを行った。前頭前野外側部(LPFC)、前頭前野内側部(MPFC)、上側頭溝(STS)にそれぞれ64chの電極をインプラントした。また、新たに一頭のニホンザルに対して、インタラクティブ課題を遂行するための訓練を開始した。令和5年度は、再度インタラクティブ課題の訓練を終えたニホンザルにECoG電極をインプラントし、ECoG信号の記録を開始する計画である。ECoG信号を解析することで、適応的行動選択を実現する神経ネットワークを同定し、さらに電気刺激実験や化学遺伝学実験を合わせて行うことで、適応的行動選択を実現する神経ネットワークの因果的役割について検証する。

ヒトのような複雑な社会構造を形成するためには、「心の理論」と呼ばれる、自己との相互作用によって変化する他者の心や行動を推測する能力が重要となる。しかしながら、他者の心や行動を推測することができれば自分の行動が決定できるわけではなく、自己と他者の関係や周辺環境に応じて適応的に行動を選択する必要があるが、それを実現する神経回路網についてはいまだ未解明である。本研究では、インタラクティブな実験課題遂行中の神経活動を長期間、高時空間解像度で記録することで、脳内他者シミュレーションを利用した適応的行動選択を実現する神経ネットワークについて検証する。さらに、その神経ネットワークを操作し、他の脳領野や被検体の行動への影響について検証することで、その因果的機能を明らかにすることを目指す。令和４年度は、インタラクティブ課題遂行中のニホンザルの行動データの解析を行った。その結果、コンピュータを相手に課題を行っている際よりも、ヒトを対戦相手として課題を行っている際の方が、より対戦相手の行動を予測できることが分かった。このニホンザルに対して、ECoG電極のインプラントを行った。前頭前野外側部(LPFC)、前頭前野内側部(MPFC)、上側頭溝(STS)にそれぞれ64chの電極をインプラントした。また、新たに一頭のニホンザルに対して、インタラクティブ課題を遂行するための訓練を開始した。令和5年度は、再度インタラクティブ課題の訓練を終えたニホンザルにECoG電極をインプラントし、ECoG信号の記録を開始する計画である。ECoG信号を解析することで、適応的行動選択を実現する神経ネットワークを同定し、さらに電気刺激実験や化学遺伝学実験を合わせて行うことで、適応的行動選択を実現する神経ネットワークの因果的役割について検証する。