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2015/11/11

2015/11/11 神代

Monkeys head-gaze following is fast, precise and not fully suppressible.

Proc Biol Sci. 2015 Oct 7;282(1816).

Abstract

Human eye-gaze is a powerful stimulus, drawing the observer's attention to places and objects of interest to someone else ('eye-gaze following'). The largely homogeneous eyes of monkeys, compromising the assessment of eye-gaze by conspecifics from larger distances, explain the absence of comparable eye-gaze following in these animals. Yet, monkeys are able to use peer head orientation to shift attention ('head-gaze following'). How similar are monkeys' head-gaze and human eye-gaze following? To address this question, we trained rhesus monkeys to make saccades to targets, either identified by the head-gaze of demonstrator monkeys or, alternatively, identified by learned associations between the demonstrators' facial identities and the targets (gaze versus identity following). In a variant of this task that occurred at random, the instruction to follow head-gaze or identity was replaced in the course of a trial by the new rule to detect a change of luminance of one of the saccade targets. Although this change-of-rule rendered the demonstrator portraits irrelevant, they nevertheless influenced performance, reflecting a precise redistribution of spatial attention. The specific features depended on whether the initial rule was head-gaze or identity following: head-gaze caused an insuppressible shift of attention to the target gazed at by the demonstrator, whereas identity matching prompted much later shifts of attention, however, only if the initial rule had been identity following. Furthermore, shifts of attention prompted by head-gaze were spatially precise. Automaticity and swiftness, spatial precision and limited executive control characterizing monkeys' head-gaze following are key features of human eye-gaze following. This similarity supports the notion that both may rely on the same conserved neural circuitry.

2014/11/04

2014/11/04 渡邊

Dissociable effects of surprise and model update in parietal and anterior cingulate cortex
O'Reilly JX, Schüffelgen U, Cuell SF, Behrens TE, Mars RB, Rushworth MF.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Sep 17;110(38):E3660-9. doi: 10.1073/pnas.1305373110. Epub 2013 Aug 28.

Rushworthラボの眼球運動(サッケード課題)と瞳孔変化を用いた論文です。
いつも同じ場所で魚が釣れるなど、同環境における繰り返しの結果の観測は環境のモデルを作り出し、そこから逸脱する刺激は「驚き」を生み出し、そして時には「環境モデルの変化」として認識され、再学習が始まります。驚きと環境モデルのリセットは同時に起こることが多いですが、決して同一の現象ではありません。
本研究ではその2つの現象を独立に変動させるとことで、それぞれの要因が眼球運動野、瞳孔サイズ変化、そして脳活動の違いとしてとらえることができるというお話です。

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2014/07/01

2014/07/01 高岸

Competitive and cooperative dynamics of large-scale brain functional networks supporting recollection
Fornito A1, Harrison BJ, Zalesky A, Simons JS.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Jul 31;109(31):12788-93. doi: 10.1073/pnas.1204185109. Epub 2012 Jul 17.

default mode networkとexternal attention systemの2つの大規模ネットワーク間の結合が、記憶の課題を行っているときにどう変化するか、という内容です。


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2014/06/17

2014/06/17 渡邊

Fear from the Heart: Sensitivity to Fear Stimuli Depends on Individual Heartbeats
Sarah N. Garfinkel, Ludovico Minati, Marcus A. Gray, Anil K. Seth, Raymond J. Dolan, and Hugo D. Critchley
Journal of Neuroscience, May 7, 2014  34(19):6573-6582


脳と心臓の関係のお話をします。

ジェームズ=ランゲ説とキャノン=バード説のように、昔から身体と脳にはどのような関係があるか(どちらが先か)というのはメジャーな問いでした。現在では基本的にはキャノン=バード説のように「脳の変化⇒身体反応」という考えが主要かと思いますが、それでもひとたび脳から身体へ命令が届けば、実際は一方向ではなく、脳と身体は相互作用し始めます。その中には「身体反応⇒脳の変化」というジェームズ=ランゲ的な現象も起こっているわけです。

今回は心拍リズムが脳(特に扁桃体)に影響を与え、情動に関する知覚能力や主観的情動の強度を変えるというお話をさせていただきます。

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2014/06/10

2014/06/10 春野

Separate amygdala subregions signal surprise and predictiveness during associative fear learning in humans
Boll S, Gamer M, Gluth S, Finsterbusch J, Büchel C.
Eur J Neurosci. 2013 Mar;37(5):758-67. doi: 10.1111/ejn.12094. Epub 2012 Dec 21.

Rescola-WagnerとPearce-Hallのハイブリッドモデルでヒトの恐怖条件付けのfMRデータを解析して扁桃体CMとBLAの差について議論する論文です。

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2014/03/14

2014/03/14 鮫島

Changing value through cued approach: an automatic mechanism of behavior change
Tom Schonberg, Akram Bakkour, Ashleigh M Hover, Jeanette A Mumford, Lakshya Nagar, Jacob Perez & Russell A Poldrack
Nat Neurosci. 2014 Mar 9. doi: 10.1038/nn.3673.

単純なcue-approachingで value updateがおきちゃいます。という非常にシンプルな話の論文を紹介します。価値の更新はreinforcerやfeedbackによって起きるというのがこれまでの心理・強化学習・経済学での理論で使われていますが、実は他のシンプルな要因によっても価値のupdateが起きてしまうということを新しく示した論文です。過去の経験から対象の価値がどのような変化するのかを考えるのに重要そうな論文ですので紹介させていただきます。

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2013/08/07

2013/08/07 山中

Canceling actions involves a race between basal ganglia pathways
Schmidt R, Leventhal DK, Mallet N, Chen F, Berke JD.
Nat Neurosci. 2013 Aug;16(8):1118-24. doi: 10.1038/nn.3456. Epub 2013 Jul 14.

Stop-Signal taskにおける行動のキャンセルプロセスが
大脳基底核の回路の中でどのように実現されているかというところに焦点を当てている論文です。


大脳基底核のあらゆるところにマルチ電極を刺して同時記録。
(1) SNrニューロンは線条体からの運動関連の抑制入力と視床下核(STN)からのSalient Cue(Stop signal)に対する興奮性入力を受ける
(2) これらの抑制性・興奮性入力の相対的な入力タイミングが行動をストップできるかどうかを決める(行動のゲーティング)
(3) SNrへの抑制性・興奮性入力を単純に加算するだけではこのゲーティングは起こらない
(Shunting inhibitionのようなことが起きている?)
(4) このような入力を受けるSNrの細胞はdorsolateralの部分(上丘の中間層に投射する領域)に位置している

STNのStop signalに対する超短潜時(15ms)の入力がどこから入ってくるのか、気になります。著者らはSubcorical、特にThalamus・PPNからの投射を考えているようです。
あとGP(サルだとGPe)があんまり関与していない結果でしたが、彼らはある刺激に従って行動をストップすることと行動をしないこと(NOGO)は別の回路だと考えていて(Berke, JDのHP)、indirect pathwayは行動をしないことに関与しているのではないかというようなことが書いてありました。

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参考:行動のストップに関するAronのレビュー
From reactive to proactive and selective control: developing a richer model for stopping inappropriate responses.
Aron AR
Biol Psychiatry. 2011 Jun 15;69(12):e55-68. doi: 10.1016/j.biopsych.2010.07.024. Epub 2010 Oct 8.

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2013/05/17

2013/05/17 渡邊言也

Komura Y, Nikkuni A, Hirashima N, Uetake T, Miyamoto A.
Nat Neurosci. 2013 May 12.

視床の一部であるPulvinar(視床枕)はこれまでにAttentionや眼球運動、無意識の情動反応などに関係していると言われてきましたが、その脳における計算理論的な役割は不明でした。本研究ではこのPulvinarには主観的なPerceptualconfidenceの情報が表現されているということを明らかにしました。

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2013/03/18

2013/03/18 木村

The primate amygdala combines information about space and value.
Peck CJ, Lau B, Salzman CD.
Nat Neurosci. 2013 Mar;16(3):340-8.

A stimulus predicting reinforcement can trigger emotional responses, such as arousal, and cognitive ones, such as increased attention toward the stimulus. Neuroscientists have long appreciated that the amygdala mediates spatially nonspecific emotional responses, but it remains unclear whether the amygdala links motivational and spatial representations. To test whether amygdala neurons encode spatial and motivational information, we presented reward-predictive cues in different spatial configurations to monkeys and assessed how these cues influenced spatial attention. Cue configuration and predicted reward magnitude modulated amygdala neural activity in a coordinated fashion. Moreover, fluctuations in activity were correlated with trial-to-trial variability in spatial attention. Thus, the amygdala integrates spatial and motivational information, which may influence the spatial allocation of cognitive resources. These results suggest that amygdala dysfunction may contribute to deficits in cognitive processes normally coordinated with emotional responses, such as the directing of attention toward the location of emotionally relevant stimuli.