研究概要

意思決定と学習の神経機構

私たちの意思決定が脳でどう起きているのか、その神経メカニズムを研究しています。私たちはどうやって行動を決めているのだろう？選択後の結果の善し悪しは、私たちの行動をよりよいものへ適応させていく。しかしそれは、脳のどこでどうやってやっているんだろうか？経験はどのように蓄積されてゆくのか？状況判断はどのようになされるのか？何を報酬として追い求めるのか？他人との関わりのなかでの葛藤は？ 意思決定のメカニズムを知るために、脳生理学、脳活動非侵襲計測技術、認知心理／行動実験などの実験的手法だけでなく、人工知能、経済学、心理学、行動生態学など意思決定の数理的モデルを提供する理論と組み合わせて、この謎に挑戦しています。

研究トピック

1. 大脳基底核における価値関数と表現学習

大脳基底核は、報酬に基づく行動選択に重要な役割を担うことがこれまでに多くの生理学的研究や脳画像研究で示されてきています。一つ一つの神経細胞のレベルで、意思決定時にどの様な神経活動が起きるのかについて研究しています。
これまでの研究では、将来の報酬を予測する価値の情報表現が行動選択肢毎に表現されることや、運動を選択する前の対象の選択に関わる情報が、大脳基底核の線条体のニューロン活動に表現されることなどを研究で示してきました。
行動中のサルの神経活動を電気生理学的に測定する方法と、機械学習の一種である強化学習の理論を使って、神経表現とアルゴリズムの研究しています。
過去の経験を未来に生かすための「選択」に大脳皮質や大脳基底核の神経回路がどの様に関わるのか？依存症などの神経疾患を選択の異常捉えて、情報処理としてどの様な異常が起きるのか、などの意思決定のメカニズムの解明が目標です。

2.コミュニケーション記号の生成機構

私たちの行動は、環境を動き回ったり、物体を操作したりするだけでなく、他人に対してコミュニケーションをとるためにも行われます。言葉を使って他人に意図を伝えることは、他人と協力するのに欠かせない能力のひとつです。しかし、私たちはどうやってこの言葉を手に入れ、合意し、利用しているのでしょうか？
文字と音声という記号に載せて他人とコミュニケーションをとるための神経メカニズムを知るために、特殊な環境で他者との合意を形成し協力する実験パラダイムを使い、学習の仕方をベイズ推定による予測と強化学習を使ってモデル化する研究を行っています。これは言語の学習や、ヒトが持つ生得的なバイアスなど進化的な性質を明らかにすることにつながります。言語コミュニケーションの基本的な原理や学習の性質を明らかにすることが目標です。

3.ヒト-動物コミュニケーションの心理・神経基盤

人は言語以外の情報を使ってもコミュニケーションをとっています。仕草、うなずき、視線、表情など、他者の認知状態（何がわかっているか、いないか）や情動状態（快、不快、楽しい、悲しいなど）を推測し、それに応じて行動を行うことができます。このメカニズムを知るには、動物とヒトのコミュニケーションを用いることができます。動物は言語的な理解ができないために、非言語のコミュニケーションを知るには好都合です。犬や馬などの家畜化された動物は、人の情動状態や視線情報を使うことができることが示されています。非言語のコミュニケーションは、絆が形成されるにしたがって上手く取れる様になってきます。その学習過程を心理学・行動学的に明らかにすること、それに応じる脳の変化を捉えることで神経メカニズムを明らかにすることが目標です。人は言語以外の情報を使ってもコミュニケーションをとっています。仕草、うなずき、視線、表情など、他者の認知状態（何がわかっているか、いないか）や情動状態（快、不快、楽しい、悲しいなど）を推測し、それに応じて行動を行うことができます。このメカニズムを知るには、動物とヒトのコミュニケーションを用いることができます。動物は言語的な理解ができないために、非言語のコミュニケーションを知るには好都合です。犬や馬などの家畜化された動物は、人の情動状態や視線情報を使うことができることが示されています。非言語のコミュニケーションは、絆が形成されるにしたがって上手く取れる様になってきます。その学習過程を心理学・行動学的に明らかにすること、それに応じる脳の変化を捉えることで神経メカニズムを明らかにすることが目標です。