カテゴリー化により大量の情報を瞬時に処理する脳の働きを解明：医療技術ニュース

東北大学は、高次脳機能の中枢として知られる前頭連合野において、カテゴリー化によって情報を整理して判断することに関わる神経活動を発見した。脳が膨大な情報を整理した上で、思考や判断に使っていることが明らかに

[MONOist]

　東北大学は2016年3月8日、高次脳機能の中枢として知られる前頭連合野において、カテゴリー化によって情報を整理して判断することに関わる神経活動を発見したと発表した。同大学大学院生命科学研究科の筒井健一郎准教授らの研究によるもので、成果は神経科学ジャーナル誌「Journal of Neuroscience」3月号に掲載された。

　同研究ではまず、ニホンザルに、呈示された視覚刺激からその後にどのような飲み物が与えられるかを予測する課題を訓練した。具体的には、複数の抽象図形を数秒後にジュースあるいは食塩水が与えられることを示す予告刺激として用いた。サルはそれぞれの図形と、ジュースあるいは食塩水の関係を学習し、ジュースを予測するとチューブを舐めながら待ち、食塩水を予測すると、飲まないで済むように口を閉じて待つようになった。

　さらに、時々、刺激とジュース・食塩水の関係を全て入れ替えた。このように2つのルールの下で課題を行わせながら長期間訓練したところ、サルはたくさんの図形の中の1つの図形の意味が変化したことを経験しただけで、他の図形についても意味が変化するということを予測して行動できるようになった。

　これは、サルが同じ結果に結び付く図形をカテゴリー化して記憶しており、そのカテゴリーを使って考え、判断することによって、予測的に行動していることを示すものだ。

　次に、訓練されたサルがこの課題を行っている間に、前頭連合野から神経活動を記録したところ、前頭連合野の一部の神経細胞が、特定のカテゴリーの図形をサルに見せた時だけ興奮していた。このことから、これらの神経細胞が、図形を見て想起したカテゴリーの情報を保持していることが明らかになった。また、これらの細胞の周辺には、カテゴリーを使って予測した結果の情報を保持している神経細胞もあることが分かった。

　これにより、脳がその基本戦略として、膨大な情報をカテゴリー化によって整理し、物事の関係性を分かりやすくした上で、思考や判断に使っているということが明らかになった。

　この成果は、抽象的概念の形成や、それを使った論理的思考に関わる神経メカニズムの解明に寄与することが期待される。また、抽象的な思考が不得意だとされるアスペルガー症候群などの発達障害の病態の理解や、新たな治療法の開発にもつながることが期待されるという。

実験装置とサルに行わせた課題の概要