目標指向の意思決定の神経計算

柔軟な目標指向の意思決定は、高次の適応生物学的知能の中核的な側面です。 多くの精神疾患には、目標に向けた意思決定の障害が含まれていますが、ヒトのニューロンレベルで目標に向けた行動選択がどのように実行されるかについての基本的な理解さえ現在欠如しているため、これらの精神神経機能障害を正確に特定する能力が妨げられています。 特に、目標と、それを追求するために選択する必要がある刺激や行動が単一ニューロンのレベルでどのように表現されるのか、また、利用可能な目標からどのように目標が選択されるのかは全く不明です。

この研究実験は、薬剤耐性てんかんの治療を受けている患者の複数の脳領域で、ヒトの単一ニューロンを生体内で同時に記録する貴重な機会を利用しています。 この研究では、(i) 選択評価を通じて意思決定の正確さと能力を評価する、覚醒して行動している人間の生体内記録、(ii) 計算分析とモデリングの組み合わせを利用します。

これらの技術は、これらのプロセスにおけるヒト腹内側前頭前野（vmPFC）、背側前帯状皮質（dACC）、および前補足運動野（pre-SMA）の機能的寄与を特徴付けるために適用されます。 まず、刺激の値は特に vmPFC のニューロンによって表現されるのに対し、行動の値は前 SMA などの背側皮質領域のニューロンによってより表現されるという、ヒトのニューロン レベルではテストされていない長年の提案をテストします。 次に、目標自体がどのように表現されるかについて説明します。 現実の世界では、人間を含む動物は、アクションを実行する前に目標を選択する必要があります。 したがって、目標の選択とそれに続く行動の選択という階層的なプロセスが存在します。 我々は、vmPFC が目標の評価と選択において特定の役割を果たす一方、pre-SMA や dACC を含む背内側領域のニューロンは、選択された目標を実現する行動の評価と選択においてより多くの役割を果たすだろうと仮説を立てています。

この研究で期待される成果は、これまで事実上研究されていなかった目標の表現と選択の神経機構に光を当てながら、細胞解像度での目標指向の意思決定におけるヒトのPFCの機能を包括的に理解することである。