行動コストvs報酬予測による意思決定を支える単一神経細胞メカニズムの解明

動物は行動に伴うコストを最小化しつつ，得られる報酬を最大化するよう振る舞う.この意思決定に際して，環境からの感覚刺激や行動に伴うコスト，行動の結果得られる予測報酬といった複数の異なる情報が単一神経細胞レベルでどのように統合されているかはよくわかっていない.本研究では『行動コストと得られる報酬のバランス(コストパフォーマンス)にもとづく意思決定課題の構築』と『他領域からの入力と神経細胞の局所活動および他領域への出力を反映する細胞活動を同時に観察可能な要素技術の開発』を通じて，合理的意思決定を行うマウス前頭皮質の単一細胞における入出力の変換過程を明らかにすることを目指す.2022年度は前年度で構築を目指した行動課題を用いてデータ取得を行ったが，多くの個体で訓練期間が長くなるにつれて，設定した距離によらず常にホイール上を走り続ける個体が見られた．このような状況は，走行距離の長短による行動コスト自体は設定されているものの，その違いによって行動を変えている（行動バイアスが生じている）とは言えず，課題の前提を再考する必要に迫られた．試行間においてホイールの強制停止を導入して不要な走行を減らすことを試みたが，強制停止中の走行を止めることはできたものの，各試行内におけるコスト度外視行動を変化させることはできなかった．神経活動計測については，前年度で問題になった浅層・深層交互記録中の励起レーザー強度の調節問題が解決に至った．また取得速度についても最適化を行うことで，これまでの約8Hzでの取得から約10Hzに向上することができた．以上をもって神経活動計測についての諸問題は概ね解消したと言える．

動物は行動に伴うコストを最小化しつつ，得られる報酬を最大化するよう振る舞う.この意思決定に際して，環境からの感覚刺激や行動に伴うコスト，行動の結果得られる予測報酬といった複数の異なる情報が単一神経細胞レベルでどのように統合されているかはよくわかっていない.本研究では『行動コストと得られる報酬のバランス(コストパフォーマンス)にもとづく意思決定課題の構築』と『他領域からの入力と神経細胞の局所活動および他領域への出力を反映する細胞活動を同時に観察可能な要素技術の開発』を通じて，合理的意思決定を行うマウス前頭皮質の単一細胞における入出力の変換過程を明らかにすることを目指す.2022年度は前年度で構築を目指した行動課題を用いてデータ取得を行ったが，多くの個体で訓練期間が長くなるにつれて，設定した距離によらず常にホイール上を走り続ける個体が見られた．このような状況は，走行距離の長短による行動コスト自体は設定されているものの，その違いによって行動を変えている（行動バイアスが生じている）とは言えず，課題の前提を再考する必要に迫られた．試行間においてホイールの強制停止を導入して不要な走行を減らすことを試みたが，強制停止中の走行を止めることはできたものの，各試行内におけるコスト度外視行動を変化させることはできなかった．神経活動計測については，前年度で問題になった浅層・深層交互記録中の励起レーザー強度の調節問題が解決に至った．また取得速度についても最適化を行うことで，これまでの約8Hzでの取得から約10Hzに向上することができた．以上をもって神経活動計測についての諸問題は概ね解消したと言える．