霊長類が予測に基づいて行動する仕組みに光を当てる ――期待と行動を繋ぐ回路の「ハブ領域」を同定――

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2026-07-30 東京大学

東京大学を中心とする研究グループは、小型霊長類コモンマーモセットを用いて、将来の報酬を予測し行動を調整する脳内回路の「ハブ領域」を特定した。報酬確率の異なる音を手掛かりとする条件付け課題を行わせ、大脳皮質の広域カルシウムイメージングと高速ビデオによる身体運動解析を組み合わせ、数理モデルで運動に伴う脳活動を除去することで、報酬期待そのものに関わる神経活動を抽出した。その結果、従来は運動計画を担うと考えられていた運動前野の一部が、音刺激から報酬提示まで期待情報を保持し、複数の脳領域間で情報を中継する「ハブ」として機能する可能性を初めて示した。霊長類ではマウスよりも脳領域ごとの機能分担が顕著であることも確認され、人間が状況を予測して意思決定する神経基盤の理解や、脳機能ネットワーク研究の発展につながる成果と期待される。

霊長類が予測に基づいて行動する仕組みに光を当てる ――期待と行動を繋ぐ回路の「ハブ領域」を同定――

「音から報酬を期待するマーモセット」の脳内で起こる、脳領域間での情報のやりとり

<関連情報>

霊長類の前頭頭頂ネットワークに影響を与える報酬期待シグナルの潜在的な貯蔵庫としての内側運動前野 Medial premotor cortex as a potential reservoir of reward expectancy signals influencing the primate frontoparietal network

Keisuke Sehara,Masashi Kondo,Yuka Hirayama,Teppei Ebina,Masafumi Takaji,Akiya Watakabe,Ken-ichi Inoue,Masahiko Takada,Tetsuo Yamamori & Masanori Matsuzaki
Communications Biology  Published:30 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-026-10672-4

Abstract

Reward expectancy plays an important role in modulating cortical activity associated with motivation, selection, and preparation of subsequent goal-directed movements. However, it is unclear how it is represented in the primate frontoparietal cortex in a form that is separable from activity for motor execution. Here, using common marmosets performing a classical conditioning task with auditory cues, we conducted wide-field one-photon calcium imaging of frontoparietal and auditory cortices while recording orofacial and body movements. Reward expectancy that was separable from licking, eye movement, and hand movement was represented in the medial part of the dorsorostral premotor cortex (mPMdr), but not the central part. Granger causality analysis revealed information flows from mPMdr to widespread frontoparietal areas beyond its functional subnetwork, specifically during the delay period before reward delivery. Our results suggest that in non-human primates, mPMdr serves to retain reward expectancy to modulate the frontoparietal network for subsequent movements.

生物環境工学
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