消去学習を促進する注意の神経メカニズム

促进消退学习的注意神经机制

• 批准号: 22K18645
• 负责人: 小川 正晃
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18645/
• 关键词: 注意

本研究は、期待どおりに報酬が得られずに予想と実際の報酬の差である期待外れが生じる際にその学習を促進する注意、すなわち消去学習を促進する注意の神経メカニズムを解明する。今年度は、サブ秒単位で生じる報酬の期待外れに対する行動を定量的に評価するラット行動モデルを開発し、その神経活動を計測し、さらにミリ秒単位で神経活動を操作する光遺伝学法と融合することで、消去学習を因果的に促進する注意の神経機構について検討した。まず頭部固定下のラットに、報酬である水の提示口と一体になったレバーを操作して確率的な報酬を獲得する行動を学習させた。その後、報酬提示前に新しい条件刺激を複数加え、一部の刺激後の報酬を減らし、報酬に関する期待外れを生じさせた。新規に導入された期待外れに対して注意が高まり、報酬に対する期待を消去する学習が促進されるはずである。この学習を促進する注意を担う神経基盤として、前脳基底部のアセチルコリン（ACh）作動性細胞から記憶に関わる海馬に投射する神経回路に着目した。サブ秒単位の解像度で海馬におけるACh量を計測したところ、期待外れに対して注意が高まる学習の初期に上昇し、ACh量が多いほど報酬の有無を確認する時間が増加した。このことは、海馬におけるAChの増加が、報酬の消去学習を促進する注意を担う可能性を支持する。次に期待外れが生じる瞬間の海馬におけるAChの上昇が因果的に消去学習を促進するか検討するため、ACh放出をミリ秒単位で制御できる光遺伝学法と融合する行動課題を開発した。その課題において、前脳基底部から海馬に投射するACh細胞の活動を、期待外れが生じる瞬間特異的に光遺伝学法によって刺激すると、消去学習が促進されることを見出した。今後詳細なデータ解析を行う。

This study aims to clarify the relationship between expectation and salary, and the relationship between expectation and salary. This year, the expected salary of each second is generated, and the corresponding actions are quantitatively evaluated. The actions are developed, the mental activities are measured, and the mental activities of each second are operated. The optical method and integration of the actions are analyzed, and the cause-and-effect of the elimination learning is promoted. With the head fixed, the salary prompt and the integrated operation, you can learn the actions to obtain accurate salary. After the salary prompt, the new condition stimulus is added, the salary after the stimulus is reduced, and the salary is related to the expectation. The new rules introduce expectations, pay attention to expectations, and promote learning. This learning process is facilitated by the brain's basal cells, the hippocampus's projections, and the motor cells. The resolution of the unit is measured and expected to increase during the initial period of high learning. The amount of ACh increases during the initial period of high learning. The increase of ACh in the hippocampus, the elimination of pay, the promotion of attention and support The second is to look forward to the emergence of the hippocampus, the rise of ACh, the elimination of causation, the promotion of learning, the development of ACh release, the control of light, and the integration of action issues. In addition, ACh cell activity in the hippocampus was expected to be stimulated by specific light sources in the hippocampus, and elimination learning was promoted. In the future, detailed analysis will be carried out.

项目成果

Basal forebrain-hippocampus cholinergic signaling facilitates learning for behavioral adjustment in the absence of expected reward

基底前脑-海马胆碱能信号传导有助于在没有预期奖励的情况下学习行为调整

• 发表时间: 2022
• 作者: Hisa Mukohira;Seiya Ishino;Taisuke Kamada;Masaaki Ogawa
• 通讯作者: Masaaki Ogawa

A dopamine circuit for active switching toward the pursuit of future reward

主动转向追求未来奖励的多巴胺回路

• 发表时间: 2022
• 作者: Seiya Ishino;Taisuke Kamada;Gideon Sarpong;Julia Kitano;Reo Tsukasa;Hisa Mukohira;Fangmiao Sun;Yulomg Li;Kenta Kobayashi;Naoki Honda;Naoya Oishi;Masaaki Ogawa
• 通讯作者: Masaaki Ogawa

Midbrain dopamine neurons signal opposing reward prediction errors to continue reward pursuit

中脑多巴胺神经元发出相反的奖励预测错误信号以继续追求奖励

• 发表时间: 2022
• 作者: Seiya Ishino;Taisuke Kamada;Sarpong Gideon;Reo Tsukasa;Hisa Mukohira;Kenta Kobayashi;Naoki Honda;Naoya Oishi;Masaaki Ogawa
• 通讯作者: Masaaki Ogawa

Neural mechanisms to actively cope with lack of expected reward: role of dopamine

积极应对缺乏预期奖励的神经机制：多巴胺的作用

• 发表时间: 2023
• 作者: Ishino Seiya;Kamada Taisuke;Sarpong Gideon A.;Kitano Julia;Tsukasa Reo;Mukohira Hisa;Sun Fangmiao;Li Yulong;Kobayashi Kenta;Naoki Honda;Oishi Naoya;Ogawa Masaaki;Masaaki Ogawa;Masaaki Ogawa
• 通讯作者: Masaaki Ogawa

期待外れを乗り越える神経基盤

克服令人失望的期望的神经基础

• 发表时间: 2022
• 作者: Seiya Ishino;Taisuke Kamada;Gideon A. Sarpong;Julia Kitano;Reo Tsukasa;Hisa Mukohira;Fangmiao Sun;Yulong Li;Kenta Kobayashi;Naoki Honda;Naoya Oishi;Masaaki Ogawa;小川正晃
• 通讯作者: 小川正晃