現環境で適用可能な多くの反応セットの中でより難しい反応セット(あるいはタスクセット)を、能動的観点から選ぶ上位の制御。Norman & Shallice (1980)によりSupervisory attentional system (SAS)として提案された。Split attention条件でのdACCの賦活(Corbetta..Petersen, J Neurosci 11:2383, 1991)から始まって、SASを必要とする局面でのdACCの賦活がヒトとサルで広く報告されている。BotvinichとCohenらは2000年代前半に、反応コンフリクトのモニターがこの機能の本質であるとする有名な説を提案したが、反論も多かった。BotvinichとCohenはその後、dACCはそれぞれの認知制御過程の効率(予測結果からコストを引いたもの)を計算して比較し選ぶという説を提案した(Shenhav, Botvinich, Cohen, Neuron 79:217, 2015)が、これはSASをどうやって行うかの説になっている(認知制御過程を選択の対象に定義した点は新しい)。上位注意制御と反応抑制は支配的な反応またはタスクセットを抑制しそれ以外を選ぶという点では似ているが、反応抑制が反応レベルでの抑制であるのに対し、上位注意制御はタスクセット(あるいは認知制御過程)レベルでの選択である。レベルが違い、またずっと難しい。タスクシフトとも似ているが、タスクシフトは新たに採用するタスクセットがどこかで決められた後にどうシフトするかが中心であるのに対し、上位注意制御は注意を向けるべき認知制御過程の選択が中心。

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上位注意制御に本質的な神経活動を決めるには、上位注意制御を引き出すためにタスクが設けた具体的設定に特異的な神経活動と、上位注意制御に共通な神経活動を識別することが肝要。そのため、ひとつのタスクを推薦するのは難しい。Hayden et al (2011)のタスクは比較的訓練が容易ではないか。

【タスク代表例】

例えばHayden..Platt (Nat Neurosci 14:933, 2011) マカク細胞記録。青色短標的と灰色長標的のどちらかをサッケードで選ぶ。青標的を選ぶと0.4秒後に報酬がでる。この報酬量は、最初0.31mlで、選ぶたびに0.02mlずつ減る。灰色標的を選ぶと青標的への報酬量がリセットされる。しかし、報酬なしで、ITIが延長する。ITIの延長時間は灰色標的の長さが示す(0.5~10.5秒、灰色標的を選ばない限りはブロック内で一定)。サルは、延長時間が長いときはリセットをゆっあるくり(報酬がかなり減ってから)選び、延長時間が短いときは早く選んだ(この結果を得ることがタスクが成立していることの確認として大事)。約半数のACC細胞がサッケード開始付近で活動したが、この大きさはリセット選択に向けて次第に大きくなった。マーモセットに適用する場合はサッケードでなくタッチに変更した方が訓練が容易だろう。マーモセットでは摂水量が少ないので、液体報酬量の減少をタスクに使えるかどうか検討が必要。

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(詳説)上位注意制御(Supervisory attentional control)

現環境で適用可能な多くの反応セットの中でより難しい反応セット(あるいはタスクセット)を選ぶ上位の制御。Norman, Shallice (1980)によりSupervisory attentional system (SAS)として提案された(図はShallice et al. Brain 112:1587, 1989から引用)。Split attention条件でのdACCの賦活(Corbetta..Petersen, J Neurosci 11:2383, 1991)から始まって、SASを必要とする局面でのdACCの賦活がヒトとサルで広く報告されている。BotvinichとCohenらは2000年代前半に、反応コンフリクトのモニターがこの機能の本質であるとする有名な説を提案したが、反論も多かった。BotvinichとCohenはその後、dACCは認知制御過程の予測価値(予測結果―コスト)を計算して比較し選ぶという説を提案した(Shenhav, Botvinich, Cohen, Neuron 79:217, 2015)が、これはSASと殆ど同じ内容で、STSをどうやって行うかの説になっている(ただし認知制御過程を選択の対象にした点は新しい)。上位注意制御と反応抑制は言葉上は似ているが、反応抑制が反応レベルでの抑制であるのに対し、上位注意制御はタスクセット(あるいは認知制御過程)レベルでの選択である。ずっと難しい。タスクシフトとも似ているが、タスクシフトが新たに採用するタスクセットがどこかで決められた後にどうシフトするかが中心であるのに対し、上位注意制御は注意を向けるべき認知制御過程の選択が中心。 上位注意制御に本質的な神経活動を決めるには、上位注意制御を引き出すためにタスクが設けた具体的設定に特異的な神経活動と、上位注意制御に共通な神経活動を識別することが肝要。そのため、ひとつのタスクを推薦するのは難しい。Hayden et al (2011)のタスクは比較的訓練が容易ではないか。

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(課題一覧)上位注意制御(Supervisory attentional control)

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マーモセット前頭前野の機能マッピングに向けたタスク指針

文責: 革新脳マーモセット脳機能データベース検討ワーキンググループ タスクセット検討小委員会 (中江健、宮本健太郎、中村克樹、田中啓治)

<aside> ©️ Copyright 革新脳マーモセット脳機能データベース検討ワーキンググループ タスクセット検討小委員会 2022

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