神経科学：行動の動的な再構成によるドーパミン依存的な貢献度の割り当て

動物は新たな環境の探索時に多様な行動レパートリーを示し、有益な結果を生み出す行為や行為シーケンスを学習することができる。報酬に遭遇した後に起こるドーパミン放出は、報酬を生み出す行為を強化する上で重要である。しかし、連続的な行動中にドーパミン放出を引き起こす行為に対して正確に貢献度を割り当てる仕組みを理解することは、これまで困難だった。今回我々は、マウスにおいて、特定の自発的運動がドーパミン作動性ニューロンの光遺伝学的刺激を引き起こすという自己刺激パラダイムを用いて、この問題を研究した。その結果、ドーパミンの自己刺激は、行動レパートリーの全体的な構造を迅速かつ動的に変化させることが分かった。初期の刺激は、刺激を生み出す標的行為を強化しただけでなく、その標的行為に類似した行為や、刺激の数秒前に起きた行為も強化した。ペアリングを繰り返すと、行動レパートリーが徐々に洗練されて、その標的行為に狙いが定まっていった。行為シーケンスの強化により、洗練のさらなる時間依存性が明らかになった。長い時間間隔によって自然に分離された行為ペアは、段階的な貢献度割り当てを促進し、刺激に対して最も近い行為は早期に洗練され、より離れた行為はその後に洗練された。従って、遡及的な強化機構は強化を促すだけでなく、行動レパートリー全体の段階的な洗練も促進して、ドーパミン放出を引き起こす特定の行為と行為シーケンスに貢献度を割り当てる。

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