Cerebellar Neurodynamicsは,単一試験レベルでの意思決定のタイミングと結果を予測する

Qian Lin¹, Jason Manley¹, Magdalena Helmreich²

¹Laboratory of Neurotechnology and Biophysics, The Rockefeller University, New York, NY 10065, USA.

Cell

|January 21, 2020

まとめ

脳の活動ダイナミクスはゼブラフィッシュの意思決定を予測します世界的な脳状態は特定の行動へと分岐し小脳と大脳管の相互作用が選択と運動計画を導きます

科学分野:

神経科学
行動神経科学
システム神経科学

背景:

脳の複数の領域の複雑な相互作用に依存しています
これらの脳領域とそのネットワーク活動が行動の選択を促す仕組みを理解することは極めて重要ですがまだ十分に理解されていません

研究の目的:

行動選択と意思決定の基礎となる神経メカニズムを調査する.
特定の神経回路が行動選択を促す役割を探求する

主な方法:

光場顕微鏡を用いた全脳体積カルシウムイメージングをゼブラフィッシュの幼虫で利用した.
神経イメージングとオペラント・コンディショニングの組み合わせで神経活動と意思決定の結末を結びつけます

主要な成果:

異なる意思決定結果に対する運動前分岐を示すグローバルで繰り返される脳状態のダイナミクスを特定しました
分布されたネットワーク内の,特に小脳と大脳皮の間の,試験ごとに観察された機能的接続性の変化が,意思決定結果と相関している.
小脳における予測的な前運動活動 (> 10秒前) を発見し,回転方向を決定する半球神経活性差異を特定した.

結論:

小脳は運動計画と行動選択において重要な認知的役割を果たします
脳全体のニューラルダイナミクスと特定のネットワークの相互作用は,特に小脳とハベヌラが関与し,意思決定に不可欠です.
神経集団の急増率は試行ごとに決定のタイミングを定量的に予測します

キーワード:

小脳光場顕微鏡行動選択意思決定デミックスされた主要成分分析モーター・プランニングオペラント学習人口増殖活動全脳カルシウムイメージングゼブラフィッシュ

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