運動のプランニングにおける大脳基底核の役割に関する研究

近年,学習理論における強化学習の発展がみられ,様々な工学的応用が検討されている.一方,大脳基底核にドーパミン性の出力を送る黒質のドーパミンニューロンが,報酬と行動の強化に関連していることは,電気生理学や解剖学の研究によって古くから知られている.しかし,それらは単に報酬に応答するのでなく,予想外の報酬に対して起こることが示され,その振る舞いは強化学習理論におけるTD誤差の応答そのものであり,近年大脳基底核はその学習の場として注目を浴びている.そこで本研究では,被験者(パーキンソン病患者と健常者)にクランク回転運動課題を行わせ,その学習過程を解析する.このときパーキンソン病患者と健常者との比較から,生体運動のプランニングにおける大脳基底核の役割を検討した.手先力の解析より,健常者と比較して,手先力は繰り返し学習の始めから,内向き(クランク回転軸中心向き)を示していた.このことはパーキンソン病患者は運動のプランニング自体,もしくは,インピーダンス等の異常から,手先の目標軌道がそれてしまうことが考えられた.

近年,学習理論における強化学習の発展がみられ,様々な工学的応用が検討されている.一方,大脳基底核にドーパミン性の出力を送る黒質のドーパミンニューロンが,報酬と行動の強化に関連していることは,電気生理学や解剖学の研究によって古くから知られている.しかし,それらは単に報酬に応答するのでなく,予想外の報酬に対して起こることが示され,その振る舞いは強化学習理論におけるTD誤差の応答そのものであり,近年大脳基底核はその学習の場として注目を浴びている.そこで本研究では,被験者(パーキンソン病患者と健常者)にクランク回転運動課題を行わせ,その学習過程を解析する.このときパーキンソン病患者と健常者との比較から,生体運動のプランニングにおける大脳基底核の役割を検討した.手先力の解析より,健常者と比較して,手先力は繰り返し学習の始めから,内向き(クランク回転軸中心向き)を示していた.このことはパーキンソン病患者は運動のプランニング自体,もしくは,インピーダンス等の異常から,手先の目標軌道がそれてしまうことが考えられた.