強化と予測に果たす前頭連合野の役割

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人でもなにか好ましいことが起こることを「期待」するように、サルもこれからおいしい食べ物が貰える、という場合にはそれを「期待」することが知られている。ニューロン活動のレベルでも、「特定の報酬の期待」に関係した活動を示すニューロンが前頭連合野に存在することが示されている。エサが貰えることが期待できない場合には、「報酬がないことを予期する」という過程があるのであろうか?ニューロン活動の研究では、前頭連合野において確かにそうした過程のあることを示している。実験では手がかりとして「空の餌箱」または報酬がないことを予告する刺激が提示されても、報酬があることを予告する刺激が出された時と同様に、サルは(遅延をおいて提示される go signal に対して)キ-押し反応をするように訓練した。この場合の反応の結果は、空の餌箱が見せられるか、液体報酬がないというものである。つまりサルは、「報酬として何もない」ということが期待できるだけの状況であるにも拘らず、前頭連合野のニューロン活動のレベルで見ると、「特定の報酬がないことを予期」するような過程を反映した活動が見られるのである。前頭連合野機能の最近の研究はワーキングメモリーに関係したものが多い。ワーキングメモリーは「課題に必要な情報をアクティブに保持する」という働きであるが、本実験でサルに要求されるのは、「go signal」に対してキ-を押す反応だけであり、課題解決のためにワーキングメモリーとして保持が要求される情報はない。「特定の報酬の期待」、あるいは「特定の報酬のないことへの予期」に関係した前頭連合野ニューロン活動の存在は、前頭連合野がワーキングメモリー以外の情報処理に重要な役割を果たしていること、そしてその働きはおかれた課題状況、文脈を捉え、それをモニターするという働きに関係していることを示していると考えられる。