Research press release

ラットとヒトで共通する適応調節

Nature Neuroscience

Shared adaptive control in rats and men

失敗から学習するために行動を変えようとする際に、ラットとヒトは共通の神経機構を用いている。

動物が以前の経験をもとに選択を調整できるようにしているのは、行動における適応調節である。ヒトでも動物でも、脳の前方にある内側前頭前野(mPFC)を損傷すると、短距離走でスタートの失敗を微調整するような誤りを監視するいろいろな作業で、動作の改善が損なわれることが知られている。ところが、mPFCがこのような行動調節を遂行している正確なしくみは不明であった。

Mark Laubachらは、合図に応答した行動適応が必要な時間推定課題について調べ、選択の誤りを調整する際にはラットとヒトとで共通する神経ネットワーク機構が使われていることを示している。Laubachらは、ラットでもヒトでも作業で誤ったときに、mPFCでの低頻度の神経活動が変更されていることを発見した。この活動は、ヒトとラットの脳の運動野に対する活動と連動しており、ラットで薬理学的にmPFCを不活性にすると行動面および運動野との連動がいずれも損なわれた。これらの結果は、げっ歯類と哺乳類の両者で、関連する制御を調整するために、mPFCが異なる脳領域の活動を同調させている可能性を示唆している。

Rats and humans use a common neural mechanism while making changes in behaviors in order to learn from mistakes, reports a study published online in Nature Neuroscience this week.

Adaptive control in behavior allows animals to adjust their choices based on prior outcome. In both humans and animals, lesions to the medial prefrontal cortex (mPFC), in the anterior part of brain, are known to impair performance improvement in a variety of error-monitoring tasks, such as adjusting to a false start in a sprint. However, the exact mechanism by which the mPFC exerts such behavioral control was unclear.

Mark Laubach and colleagues show that rats and humans both use a common neural network mechanism when adjusting to choice error in a time estimation task that required behavioral adaptation in response to a cue. The authors find that low frequency oscillatory neuronal activities in the mPFC are modulated when rats and human make errors in the task. These activities were coupled to the activities to the motor regions of the human and rat brain and pharmacologically inactivating the mPFC in rats impaired both behavioral performance and oscillatory coupling to the motor cortex. These results suggest that the mPFC can synchronize other brain regions’ activity to modulate cognitive control in both rodents and primates.

doi: 10.1038/nn.3549

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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