2015/02/10 吉田

The striatum multiplexes contextual and kinematic information to constrain motor habits execution
Rueda-Orozco PE, Robbe D
Nat Neurosci. 2015 Jan 26. doi: 10.1038/nn.3924.

習慣化された複数の運動から成る行動を実行するとき、
背外側線条体（DLS）の活動電位が
運動速度や時間など複数のパラメータを表現している、
というラットを使った研究です。

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2014/09/30 吉田

Orbitofrontal and striatal circuits dynamically encode the shift between goal-directed and habitual actions
Christina M. Gremel & Rui M. Costa
Nat Commun. 2013

マウスのレバー押し課題中にOFC、DMS、DLSから神経活動を記録し、同様の行動であっても目標志向的なのか習慣的なのかによって、同一の神経でも活動が異なることを実験的に示した論文です。

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2014/01/17 上條

Input integration around the dendritic branches in hippocampal dentate
granule cells
Tadanobu C Kamijo, Hirofumi Hayakawa, Yasuhiro Fukushima, Yoshiyuki Kubota, Yoshikazu Isomura, Minoru Tsukada, Takeshi Aihara
DOI: 10.1007/s11571-014-9280-6

先日cognitive neurodynamicsにアクセプトされました
私の論文を紹介します。
このセミナーでも何度か紹介してますが、改めて説明したいと思います。

海馬歯状回顆粒細胞の樹状突起分岐周辺における入力統合についてです。
アンケージング刺激によって樹状突起分岐点周辺に時空間的に異なる刺激をした際の閾値下のEPSPの非線形性について調べた内容となります。

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2013/11/29 山中

The Thalamostriatal Pathway and Cholinergic Control of Goal-Directed Action: Interlacing New with Existing Learning in the Striatum
Laura A. Bradfield, Jesus Bertran-Gonzalez, Billy Chieng, Bernard W. Balleine
Neuron, Volume 79, Issue 1, 153-166, 13 June 2013

Highlights
► The thalamostriatal pathway modulates activity in striatal cholinergic interneurons
► Altering striatal cholinergic activity does not affect initial goal-directed learning
► Striatal cholinergic activity is critical for new learning after contingencies change
► The thalamostriatal pathway reduces interference between new and existing learning

新しく学習した行動ー報酬の連合が既存の学習記憶とどう折り合いをつけていくかについて、視床線条体入力の役割に注目した論文です。
外的環境の変動に伴って新しい学習を要求されたとき、既存の連合記憶を上書きするのではなく、モジュールのような形で保っておきながら状態(state)の変化に応じて切り替える、というようなプロセスにposterior dorsomedial striatum(pDMS)の(視床ー線条体を介して)アセチルコチン(ACh)介在細胞が関与することを示しています。
視床PFから線条体への信号は「state prediction error」である可能性について議論してます。ただし、これをいうには、例えば二択で価値は同じだけれども状態だけreversalしたというような厳密なコントロールが必要なので難しいです。


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補足１
AChは海馬や前脳基底部のような他の脳領域でもsynaptic tagやmemory traceという形でnew learningの獲得に重要であることがシナプスレベルでも示されています。
A synaptic memory trace for cortical receptive field plasticity
Froemke RC, Merzenich MM, Schreiner CE.
Nature. 2007 Nov 15;450(7168):425-9.

補足２
"state prediction error" signalについて、
States versus rewards: dissociable neural prediction error signals underlying model-based and model-free reinforcement learning
Gläscher J, Daw N, Dayan P, O'Doherty JP.
Neuron. 2010 May 27;66(4):585-95. doi: 10.1016/j.neuron.2010.04.016.

補足３
このBradfieldさんは他の視床核(anterior, MD)についても調べた論文も出してます。
The role of the anterior, mediodorsal, and parafascicular thalamus in instrumental conditioning
Bradfield LA, Hart G, Balleine BW.
Front Syst Neurosci. 2013 Oct 9;7:51.

補足４
視床CL核ー線条体投射と視床PF核ー線条体の違いについてoptogeneticsで調べた論文
Heterogeneous properties of central lateral and parafascicular thalamic synapses in the striatum
J Physiol. 2013 Jan 1;591(Pt 1):257-72. doi: 10.1113/jphysiol.2012.245233. Epub 2012 Oct 29.
Ellender TJ, Harwood J, Kosillo P, Capogna M, Bolam JP.

2013/11/22 春野

Stimulus-specific enhancement of fear extinction during slow-wave sleep
Hauner KK, Howard JD, Zelano C, Gottfried JA.
Nat Neurosci. 2013 Nov;16(11):1553-5. doi: 10.1038/nn.3527. Epub 2013 Sep 22.
Department of Neurology, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA.

contextual fear conditioningで与えたcontextを睡眠中に与えるとcontext-specificにfear extinctionを増強するというNature Neuroscienceの論文についてお話します。


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2013/01/28 木村

Human dorsal anterior cingulate cortex neurons mediate ongoing behavioural adaptation.
Sheth SA, Mian MK, Patel SR, Asaad WF, Williams ZM, Dougherty DD, Bush G, Eskandar EN.
Nature. 2012 Aug 9;488(7410):218-21.

The ability to optimize behavioural performance when confronted with continuously evolving environmental demands is a key element of human cognition. The dorsal anterior cingulate cortex (dACC), which lies on the medial surface of the frontal lobes, is important in regulating cognitive control. Hypotheses about its function include guiding reward-based decision making1, monitoring for conflict between competing responses2 and predicting task difficulty3. Precise mechanisms of dACC function remain unknown, however, because of the limited number of human neurophysiological studies. Here we use functional imaging and human single-neuron recordings to show that the firing of individual dACC neurons encodes current and recent cognitive load. We demonstrate that the modulation of current dACC activity by previous activity produces a behavioural adaptation that accelerates reactions to cues of similar difficulty to previous ones, and retards reactions to cues of different difficulty. Furthermore, this conflict adaptation, or Gratton effect2, 4, is abolished after surgically targeted ablation of the dACC. Our results demonstrate that the dACC provides a continuously updated prediction of expected cognitive demand to optimize future behavioural responses. In situations with stable cognitive demands, this signal promotes efficiency by hastening responses, but in situations with changing demands it engenders accuracy by delaying responses.