研究組織・メンバー

A03:大脳皮質基底核回路の価値学習における機能：二種の皮質線条体細胞の役割に着目して

研究代表者
森田 賢治
東京大学大学院教育学研究科身体教育学コース・准教授
WEBhttp://www.p.u-tokyo.ac.jp/~morita/

紹介文本文

大脳基底核-ドーパミン神経系は価値学習・意思決定に肝要だと示唆され、ドーパミンが報酬予測誤差を表すことや、直接路と間接路が良さ(benefit)と悪さ(cost)の学習に関わることなどが示唆・提案されてきた。しかし、(1)二種類の皮質線条体細胞（IT,PT細胞）の役割分担が不明、(2)報酬予測誤差の計算機構が不明、(3)直・間接路が良さ・悪さの学習に関わるという有力な説には良さ・悪さの具体的学習則が非自明、高次の学習の実現法が不明などの問題点がある。筆者らはこれまでIT,PT細胞を含む報酬予測誤差計算機構（状態・行動の情報がIT→PTのほぼ一方向性の結合で運ばれPT細胞間の強い相互結合で保持され、PT→間接路が予測誤差の「予測された価値」の項を担うというもの）の提案(Morita et al., 2012, Trends Neurosci; 2013, J Neurosci)、IT,PT細胞の線条体への投射・結合様式の解析(Morita, 2014, J Neurophysiol; Morita et al., 2019, Front Neural Circuits)などを通してこれらの問題に取り組んできた。しかし上記の予測誤差計算機構のモデルは、間接路が低価値の刺激を表すという最近の結果を説明し難く、その解消などを念頭に筆者らは最近、このモデルと、直・間接路が良さ・悪さの学習に関わるというモデルを統合した機構を概念的な仮説として提案した(Morita & Kawaguchi, 2019, Front Neural Circuits)。本研究では、その精緻化を含め、大脳皮質-基底核系における様々な学習の機構の数理モデル構築・検証法の探求を行う計画である。

（Morita & Kawaguchi, 2019, Front Neural Circuits 12:111.より）

文献

1. Morita K, Im S, Kawaguchi Y (2019)
   Differential Striatal Axonal Arborizations of the Intratelencephalic and Pyramidal-Tract Neurons: Analysis of the Data in the MouseLight Database.
   Front Neural Circuits 13: 71.
2. Morita K, Kawaguchi Y (2019)
   A Dual Role Hypothesis of the Cortico-Basal-Ganglia Pathways: Opponency and Temporal Difference Through Dopamine and Adenosine.
   Front Neural Circuits 12: 111.
3. Nagase AM, Onoda K, Foo JC, Haji T, Akaishi R, Yamaguchi S, Sakai K, Morita K (2018)
   Neural Mechanisms for Adaptive Learned Avoidance of Mental Effort.
   J Neurosci 38: 2631-2651.
4. Kato A, Morita K (2016)
   Forgetting in Reinforcement Learning Links Sustained Dopamine Signals to Motivation.
   PLoS Comput Biol 12(10): e1005145.