サル前頭連合野における学習に伴う神経回路の機能的再編成に関する基礎的研究

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前頭連合野ニューロンは、1つのものが同時にいくつもの機能的に異なった役割を持つ神経回路に組み込まれうる潜在的能力を持っている。本研究はサルに異なった性質の課題を訓練し、そのサルからニューロン活動を記録することにより、前頭連合野の高次機能を支える神経回路がどのような特質を持っているのかを調べようとしたものである。手続き及び結果は次のようである。(1)サルにある餌、あるいはその餌と結びついた中性刺激を見せた後、遅延期間においてサルがパネル押し反応をすると、その餌を与えるという「連合課題」の訓練をする。次にサルに、右か左の餌箱のどちらかランダムにりんごとかレーズンなどの餌、あるいはそれと結びついた中性刺激を提示し、一定の遅延期間後にその刺激の提示された側にサルが反応すればその餌を報酬として与えるという「遅延反応課題」を訓練する。(2)サルがこれらの課題に十分習熟した後、ニユーロン活動記録のための手術を行なう。手術から回復後、サルの頭を固定した状態で課題を行なわせながら前頭連合野からニューロン活動を記録する。(3)連合課題で報酬の違いを反映した活動を示すニューロンの中には、(a)遅延反応課題でも同じように報酬の違いを反映した活動を示すもの、(b)遅延反応では報酬の違いを全く反映しないもの、の2種類があった。(4)遅延反応課題においては右の試行と左の試行で手がかり刺激提示やそれに続く遅延期間中に異なった活動を示すニューロンが見いだされるが、こうしたニューロンには、(a)同時に報酬の違いも反映するという2重の情報を表象するもの、(b)報酬の違いは全く反映しないもの、(c)試行の左右差と、報酬の違いで複雑な交互関係があるもの、という3種類のものが見いだされた。