予期せぬ脅威の欠如が人間の報酬システムにおける主観的な安堵感と報酬予測誤差のような信号を引き起こす

Core Concepts

予期せぬ脅威の欠如は、報酬系と注意系の主要領域における活性化を引き起こし、報告された安堵感の快さと相関する。さらに、より確率的で強い脅威の欠如は、報酬予測誤差のような信号を示す。

Abstract

本研究では、予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動を調べた。参加者には、電気刺激の確率と強度に関する指示が与えられ、その指示に反して刺激が提示されないことで、予期せぬ脅威の欠如が引き起こされた。
その結果、以下のことが明らかになった:

予期せぬ脅威の欠如は、報酬系と注意系の主要領域(腹側被蓋野/黒質、腹側線条体、前部島皮質、背内側前頭前野/前部帯状皮質)における活性化を引き起こした。

腹側被蓋野/黒質の活性化は、より確率的で強い脅威の欠如に対して増大した。これは報酬予測誤差のような特徴を示している。

腹側線条体と内側前頭前野の活性化は、報告された安堵感の快さと相関した。

多変量パターン解析により、安堵感を予測する脳活動パターンが同定された。この予測パターンは、事前に定義した関心領域とは異なる小さな領域クラスターから構成されていた。

以上より、予期せぬ脅威の欠如は報酬予測誤差のような信号を引き起こし、主観的な安堵感と関連することが示された。この知見は、脅威の欠如と報酬の処理に共通の神経基盤があることを示唆している。

Stats

予期せぬ脅威の欠如に対する腹側被蓋野/黒質の活性化は、より確率的で強い脅威の欠如に対して増大した。
予期せぬ脅威の欠如に対する腹側線条体と内側前頭前野の活性化は、報告された安堵感の快さと相関した。

Quotes

予期せぬ脅威の欠如は、報酬系と注意系の主要領域における活性化を引き起こす。
腹側被蓋野/黒質の活性化は、より確率的で強い脅威の欠如に対して増大した。

Key Insights Distilled From

Omissions of Threat Trigger Subjective Relief and Prediction Error-Like Signaling in the Human Reward and Salience Systems

by Willems,A. L... at www.biorxiv.org 08-17-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.08.15.553434v2

Deeper Inquiries

予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンは、実際の学習過程においてどのように変化するだろうか。

この研究から、予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンは、報酬予測誤差（PE）と類似していることが示唆されました。しかし、実際の学習過程において、この脳活動パターンがどのように変化するかについては、まだ明確な情報はありません。通常、学習過程では、予期せぬ脅威の欠如による脳活動は、新しい安全な関連付けを形成することが重要です。この安全な関連付けは、以前の予測と実際の欠如との不一致（PE）によって獲得され、より大きなPEがより強い安全な関連付けをもたらし、理論的には恐怖の消滅を促進すると考えられます。
この研究の結果から、予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンは、報酬PEの特性を一部満たしていることが示されました。具体的には、VTA/SN領域の活性化が、欠如された刺激の強度や確率に応じて増加し、報酬PEの第1および第2の基準に合致していました。しかし、完全に予測された刺激と比較して、VTA/SNの反応は強かったため、第3の基準には合致しませんでした。このように、脳活動パターンは、学習過程においてどのように変化するかについては、さらなる研究が必要であることが示唆されました。

予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンは、不安障害などの臨床集団でどのように変化するだろうか。

予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンが、不安障害などの臨床集団においてどのように変化するかについては、まだ十分な研究が行われていません。しかし、不安障害の患者は、恐怖の消滅と安全な関連付けの学習が障害されていることが知られています。したがって、予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンが、不安障害患者において異なる可能性があります。
不安障害患者では、脳の報酬系や恐怖関連の領域における脳活動の異常が報告されています。したがって、予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンが、不安障害患者においては通常の被験者とは異なる可能性があります。将来の研究では、不安障害患者と健常者を比較し、脳活動パターンの違いを詳しく調査することが重要です。

予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンは、報酬の処理とどのように関連しているだろうか。

予期せぬ脅威の欠如に対する脳活動パターンは、報酬の処理と密接に関連しています。この研究では、予期せぬ脅威の欠如が報酬予測誤差（PE）と同様の脳活動を引き起こすことが示されました。具体的には、VTA/SN領域の活性化が、予期せぬ脅威の欠如に応じて増加し、報酬PEの特性を一部満たしていました。さらに、報告された安心感の快適さと脳活動パターンが関連していることも示されました。
報酬の処理と脅威の欠如に対する脳活動パターンの類似性は、報酬系と脅威系が密接に結びついていることを示唆しています。報酬と脅威の処理は、脳内の同様の回路やメカニズムを共有している可能性があります。この研究結果は、脳が報酬と脅威の処理を同様に捉え、処理することができることを示しています。これにより、報酬と脅威の処理における脳活動の理解が深まり、臨床的な応用や疾患の治療法の開発につながる可能性があります。