戦略的意思決定の神経回路機構の解明

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本研究は、神経回路ネットワークのダイナミクスがどのように戦略的に切り替わり意思情報を統合していくかの脳機能を解明することを目的としている。具体的には、マカクサルを用いて報酬とリスクをバランスよく獲得するための戦略的な意思決定の神経回路機構を、最新の光遺伝学的手法による神経回路選択的操作と、大規模神経活動記録による計算論的デコーディング解析を同時に組み込むことで明らかにする。光技術の脳への影響を時空間的に高解像度で精密に捉えることが必須であるため、本年度は、脳深部型の針電極により周波数解析にとどまらない細胞活動レベルでのデコーディング解析を確立した。具体的には、vlPFC及びOFC、前帯状皮質 (dACC)、VTAの神経細胞集団の活動からのデコーディング解析が、サルの意思決定パターンをどの程度、説明可能か検討した。各領野別に解析を行い、それぞれの脳領野が持つ意思決定への役割を検討した。次に、各脳領野から同時記録した全神経活動を用いて、サルの意思決定を推定するデコーディング解析法の確立を試みた。それぞれの脳領野間相関及び相互ゲインも考慮し、４脳領野間での階層的デコーディング解析による脳領野間のネットワークとしての役割について検討した。更に、高いデコーディング精度を得るため、各領野間の相互情報伝達ゲインを検討した。このように、サルの意思決定のタイミングと脳領野間の何処の経路が特異的に相互に変動するかを検討することで、ダイナミックな脳の統合処理過程の解明に迫った。また、初年度の脳表型LEDによる光刺激では、脳深部における活性化が不可能であったため、2022年度は、針型の深部型LED光刺激デバイスを導入し、脳表だけでなく脳深部も含めた多領域での光遺伝学的操作を行なった。