神経科学：意思決定において感覚と動作を結び付ける全脳規模の動態
Nature 634, 8035 doi: 10.1038/s41586-024-07908-w
知覚判断は、感覚的な証拠と適切な動作の間の学習した連合に依存しており、これには、時宜にかなった応答を準備・実施するための関連入力の選別・統合が関わっている。課題関連の神経表現が脳の各領域に分散しているにもかかわらず、感覚入力、証拠の統合、運動の企画、実施の間の変換が、複数の脳領域、そして神経活動の異なる次元にわたってどのように協調されるかについては、まだ明らかになっていない。今回我々は、曖昧な視覚入力の変化を知らせることを学習中のマウスで、脳全域にわたる神経活動の記録を行うことで、この問題に取り組んだ。学習後、証拠の統合が、多くの脳領域にわたって、運動準備活動を駆動する疎な神経集団に生起した。視覚応答は、感覚領域の一過的活動から、前頭運動皮質・視床・基底核・中脳・小脳での持続的表現へと発展し、これが平行した証拠の集積を可能にしていた。証拠を集積する各領域内では、共通した集団活動パターンが視覚的証拠と運動準備を符号化しており、これは運動実施の動態とは別のものである。運動を準備するサブスペースでの活動は証拠を集積するニューロンによって駆動されており、これは運動の開始とともに消失して、統合プロセスのリセットを可能にする。各前運動領域にわたり、証拠統合の時間スケールは領域内在的な動態とは無関係であり、課題体験に依存していた。まとめると、学習は、数十の脳領域にわたる活動動態において、証拠集積を動作準備に合わせている。これが、意思決定の際の高度に分散・平行化した感覚運動変換につながるのである。今回の研究は、意思決定や運動制御の分野での諸概念を、感覚証拠がどのように動作を制御するかを理解するための脳全体の枠組みに統一するものである。
