著者

加藤 郁佳 下村 寛治 森田 賢治

出版者

日本神経回路学会

雑誌

日本神経回路学会誌 (ISSN:1340766X)

巻号頁・発行日

vol.29, no.2, pp.52-64, 2022-06-05 (Released:2022-07-05)

参考文献数

49

被引用文献数

1

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本稿では,強化学習を用いた依存症の計算論的精神医学研究について紹介を行う.依存症は,物質の摂取や高揚感を伴う行為などを繰り返し行った結果,それらの刺激を求める耐えがたい欲求や,得られないことによる不快な精神的・身体的症状を生じ,様々な損害を引き起こしてもやめられない状態に陥る重大な精神疾患である.この疾患の理解と治療法開発のために,臨床研究による病態の解明やマウスなどを用いたモデル動物によるメカニズムの解明が進められているが,本稿ではそれらの知見を元にして数理モデルを構築する研究アプローチを取り上げる.まずは導入として筆頭著者らが開発した計算論的精神医学研究データベースの使用例を示しつつ,主眼である依存症研究においてどのような数理モデルが多く用いられてきたのかについて分析する.その後,最もよく研究されている強化学習を用いた依存症の行動的特徴に関する具体的な研究の流れを紹介する.最後に,筆者らが最近提案した,非物質への依存(ギャンブル・ゲームなど)にも適用可能な計算論モデルの一例として,successor representation(SR)と呼ばれる状態表現を用いた依存症の計算論モデルを紹介する.今回紹介する研究は強化学習過程における状態表現に着目しており,不十分な状態表現を用いることで適応的でない報酬獲得行動につながるという観点を提示し,物質/非物質に共通する依存のメカニズムの解明などに寄与することが期待される.

著者

.企画代表者(Representative Organizer):中分 遥 企画者(Organizer):豊川 航 話題提供者(Speaker):中分 遥 加藤 郁佳 小倉 有紀子 水野 景子 豊川 航 司会者(Chair):中分 遥 豊川 航

雑誌

日本心理学会第86回大会

巻号頁・発行日

2022-07-29

著者

加藤 郁佳 風間 北斗

雑誌

第43回日本神経科学大会

巻号頁・発行日

2020-06-15

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The activity of dopaminergic neurons (DANs) has been most extensively studied in the context of associative learning. Specifically, DANs have been shown to respond to an unconditioned stimulus and a conditioned stimulus as it becomes predictive of the value of unconditioned stimulus through learning (Schultz et al., 1997; Eshel et al., 2015). However, a conditioned stimulus, especially an odor, is associated with an innate value because it can evoke approaching or avoiding behavior even without learning (Badel et al., 2016). Whether and how DANs represent such innate value of odors remain largely unknown. Here, we addressed these issues using an olfactory system of Drosophila melanogaster as a model. We focused on the DANs innervating the mushroom body (MB) where the olfactory information is modulated by reward or punishment (Aso et al., 2014). The MB comprises 15 compartments, each of which receives input from a distinct type of DANs and provides a place for synaptic modification underlying learning. We performed two-photon Ca2+ imaging to record the responses of DANs in all the 15 compartments to a panel of 27 odors with various values quantified based on the innate approach or avoidance behavior (Badel et al., 2016). We found that DANs differentially respond to attractive and aversive odors; the activity of DANs in specific compartments was correlated positively or negatively with the value of odors. Regression analysis showed that information about the value of odors can be decoded from the activity of DANs, and DANs in each compartment have specific contributions to the encoding of odor values. These results suggest that DANs drive not only associative learning but also moment-to-moment adaptive behaviors in an olfactory environment. In this presentation, we plan to discuss the neural circuit mechanism that gives rise to the odor-evoked activity of DANs.