神経科学：自発行動は明示的な報酬なしに強化によって構造化される

動物の自発行動は複数の行動モジュールから構築されており、これらが脳によって連結されて行動シーケンスが生成される。しかし、自己に動機付けられた自然な行動の構成を促す神経機構は、まだ解明されていない。今回我々は、マウスがサブ秒の行動モジュールを自発的に発現する際に、課題の構造や感覚手掛かり、外的報酬が存在しない状態であるにもかかわらず、背外側線条体（DLS）内のドーパミンが系統的に変動することを示す。開放空間において行動中のマウスで、光学測定記録と定量的閉ループ光遺伝学操作を行ったところ、DLSでのドーパミン変動は、動作の開始や刻々の運動学的特性に直接影響を及ぼすことなく、数秒間にわたって行動シーケンスの変化を増大させ、数分間にわたり関連行動モジュールを強化し、各モジュールの表現に伴う活力を変化させることが実証された。DLSドーパミンの光遺伝学的操作によるこの強化作用は、行動モジュールや個体ごとに異なるが、こうした差異は、内在的なドーパミンレベルとモジュール使用との関係で観測された変動から十分に予測できる。DLSドーパミンの変動が教師信号として働いている可能性と符合して、マウスは探索中あたかもドーパミン量の最大化を図るかのように行動シーケンスを構築していった。まとめると今回の知見は、既に構造化された課題において行動の選択を決めているのと同じ回路と演算方式が、制御されていない高次元の自発行動の内容を構築する際にも重要な役割を果たしていることを示唆している。

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