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ドーパミンニューロンが選択肢を選ぶ脳内指令を出す ~合理的な意思決定を行うメカニズムの発見~

2020/07/02

国立大学法人筑波大学 大学院生命システム医学専攻4年生 惲夢曦と、医学医療系 松本正幸教授らの研究グループは、合理的な意思決定を支える脳のメカニズムを発見しました。

薬物依存症や強迫性障害では、合理的な意思決定が困難になります。これらの疾患の主な病因の一つは、中脳ドーパミンニューロンの異常です。しかし、ドーパミンはいわゆる「快楽物質」であると考えられており、ドーパミンを産生するニューロンの異常がなぜ合理的な意思決定を阻害するのかは不明でした。本研究グループは、価値に基づく意思決定が求められる行動課題を、ヒトに近縁なマカク属のサルに行わせ、課題遂行中のサルのドーパミンニューロンから神経活動を記録しました。その結果、選択肢が提示されて、サルがそれを選ぼうかどうか決めようとしているとき、ドーパミンニューロンは、選択肢の価値が高いほど強く活動を上昇させました。一方、選択肢の価値に関わらず、サルがその選択肢を選ぶときだけ活動を上昇させるドーパミンニューロンや、選択肢の価値とサルの選択行動の両方を反映した活動を示すドーパミンニューロンも多く見つかりました。ここで得られた特に重要な知見は、ドーパミンニューロンは、選択肢が提示された直後は選択肢の価値を反映して活動しますが、選択肢を選ぼうかどうか決めようとしている間に、選択行動を反映した活動に変化することです。これまで意思決定の中枢として注目されてきた前頭葉の眼窩前頭皮質からも神経活動を記録しましたが、本研究により、ドーパミンニューロンの方が、より早く価値から選択への活動変化を生じることがわかりました。以上のことから、意思決定のメカニズムとして、選択肢の「価値情報」をその選択肢を選ぶのかどうかの「選択指令」へといち早く変換しているのは、霊長類で最も発達した高次中枢である前頭葉ではなく、進化的に保存された中脳のドーパミンニューロンであることが明らかになりました。

図 実験室の様子と行動課題

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