学習した時間的順序に基づいて予測された事象の神経表現 - EEGデコーディングによる証拠

Core Concepts

学習した時間的順序に基づいて、予測された事象の神経表現が、その予測された時間に活性化されることが示された。

Abstract

本研究では、参加者に固定された4つの位置での点の系列を学習させた。その後、系列の一部のみが提示される試行を挟み込んだ。時間分解能の高いEEGを用いて多変量パターン解析を行ったところ、提示された点の位置を正確にデコードできただけでなく、点が提示されなかった位置についても、その予測された時間に神経表現が活性化されていることが示された。これは、学習した時間的順序に基づいて、予測された事象の神経表現が動的に変化していることを示している。具体的には以下のような知見が得られた: 独立したパターン推定子を用いて、提示された点の位置をデコードできることを確認した。長いISIのパターン推定子の方が、より良好なデコーディング性能を示した。 系列内の提示された点の位置をデコードできただけでなく、提示されなかった点の位置についても、その予測された時間に神経表現が活性化されていることが示された。一方で、前の点の位置については、そのような活性化は見られなかった。 提示された点の位置のデコーディングは、系列内の場合の方が、単独提示の場合よりも良好であった。これは、系列内では注意の調整がより正確に行われていることを示唆している。 以上の結果は、学習した時間的順序に基づいて、予測された事象の神経表現が動的に変化していることを明らかにしたものである。

Stats

学習した系列内の点の位置を単独で提示した場合のデコーディング精度は、系列内で提示した場合よりも低かった。 予測された位置の点が提示されなかった場合でも、その予測された時間に神経表現が活性化されていた。

Quotes

"学習した時間的順序に基づいて、予測された事象の神経表現が動的に変化していることを明らかにした" "提示された点の位置のデコーディングは、系列内の場合の方が、単独提示の場合よりも良好であった"

Key Insights Distilled From

Neural representations of predicted events: Evidence from time-resolved EEG decoding

by Li,A.-S., Th... at www.biorxiv.org 01-05-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.05.574347v1

Deeper Inquiries

学習した時間的順序以外の情報も、予測された事象の神経表現に影響を与えるだろうか?

研究結果から推測すると、学習した時間的順序以外の情報も、予測された事象の神経表現に影響を与える可能性があります。実験では、特定の空間的なシーケンスを学習した被験者が、予測されたドットの位置を内部的に表現し、その位置を正確に予測することが示されました。このような内部的な表現は、過去の経験から得られた情報に基づいて形成されるため、時間的順序以外の情報も予測された事象の神経表現に影響を与える可能性があります。これは、脳が外部刺激に対して予測を立て、反応を最適化する際に、さまざまな情報を活用する能力を示唆しています。

予測された事象の神経表現が活性化されない場合、どのような認知プロセスが関与しているのだろうか?

予測された事象の神経表現が活性化されない場合、内部的な表現を形成するために関与する認知プロセスが考えられます。研究結果から推測すると、予測されたドットの位置が表示されない場合でも、後続のドットの位置が予測され、神経表現が形成されることが示されました。このような内部的な表現は、過去の経験から得られた情報に基づいて形成されるため、予測された事象の神経表現が活性化されない場合でも、脳内で予測が行われる可能性があります。したがって、予測された事象の神経表現が活性化されない場合、脳内での予測プロセスが関与していると考えられます。

この知見は、日常生活における予測的処理にどのように関連するのだろうか?

この知見は、日常生活における予測的処理に重要な示唆を与える可能性があります。例えば、スポーツの試合中にボールの軌道を予測する能力や、交通量の予測など、日常生活のさまざまな状況で予測が重要です。この研究から得られた結果は、過去の経験から得られた情報を活用して、脳が未来の出来事を予測し、それに適応する方法を示しています。日常生活では、予測的処理が行われることで、効率的な行動や意思決定が可能となります。したがって、この知見は、私たちが日常生活で直面するさまざまな状況において、予測的処理がどのように機能し、行動を調整するのにどのように役立つかを理解する上で重要な役割を果たす可能性があります。