スケジュール:

1月12日（火）
Special Session: Consciousness and Unconsciousness （座長：五味 裕章）
18:20-19:10	Decision making and reward : concerning implicit brain functions 下條信輔 (California Institute of Technology)
19:10-20:00	Do humans have Conscious Free Will? Patrick Haggard (University College London)
20:10-21:00	Roles of attention, reward and consciousness in plasticity of visual representations 渡邊武郎 (Boston University)
21:00-23:00	ポスターセッション
1月13日（水）
Topic Session （座長：北澤 茂）
15:30-16:20	Perceptual learning and brain activation 知覚学習と脳活動 佐々木由香 (Harvard Medical School)
16:30-17:20	Expert perception and memory in shogi (a Japanese chess); strategy and neural activity characterize level of expertise 将棋における駒組の認識と記憶：将棋の熟練度に依存した情報処理と脳活動 中谷裕教（理化学研究所 脳科学総合研究センター）
17:30-18:20	Chimpanzees' understanding of self and others チンパンジーの自己と他者の理解 平田聡（林原生物化学研究所類人猿研究センター）
20:00-22:00	ポスターセッション
1月15日（木）
Topic Session （座長：坂上 雅道）
09:00-09:50	fMRI studies of social affective neuroscience-from self-conscious emotions perspective fMRIによる社会感情神経科学―Self-conscious emotionsを中心に 高橋英彦（放射線医学総合研究所・JST/PRESTO 脳情報の解読と制御）
10:00-10:50	Putting Fear in Context: Acquisition and consolidation of Hippocampal-dependent conditioning Thomas J. McHugh（RIKEN BSI）
11:00-11:50	Activity-dependent development of microcircuits in visual cortex 大脳皮質視覚野内に存在する微小神経回路網の経験依存的発達 吉村由美子（岡崎統合バイオサイエンスセンター）

Abstracts and References：

下條信輔
Shinsuke Shimojo
"Decision making and reward : concerning implicit brain functions”

Decision making is not an exception to the general "rule of thumb" in that it is supported and preceded by implicit brain functions. Such implicit functions may be characterized with influences on choice behavior which are typically task-irrelevant, reflexive, and fast. In this talk, I will give a quick overview of the JST.ERATO Shimojo Implicit Brain Function Project, and address issues such as; (a) What are behavioral and neural correlates of preference decision making, (b) How implicit and explicit processes are segregated and/or interplay, and (c) Is there single "common currency" across various sorts of reward in the brain.


References:
Simon C, Shimojo S (2006) Early interacions between orienting, visual sampling and decision making in facial preference. Vision Research 46 (2006): 3331-3335.

Kim H, Adolphs R, O'Dohery JP, Shimojo S (2007) Temporal isolation of neural processes underlying face preference decisions. PNAS 104(46): 18253-18258.

Kim H, Shimojo S, O'Doherty JP (2006) Is avoiding an aversive outcome rewarding? Neural substrates of avoidance learning in the human brain. PLoS Biol 4(8): e233.

Patrick Haggard
"Do humans have Conscious Free Will?”

The capacity for voluntary action is seen as essential to human nature. Yet neuroscience and behaviourist psychology have traditionally dismissed the topic as unscientific, perhaps because the mechanisms that cause actions have long been unclear. However, new research has identified networks of brain areas, including the pre-supplementary motor area, the anterior prefrontal cortex and the parietal cortex, that underlie voluntary action. These areas generate information for forthcoming actions, and also cause the distinctive conscious experience of intending to act and then controlling one’s own actions. Volition consists of a series of decisions regarding whether to act, what action to perform and when to perform it. Neuroscientific accounts of voluntary action may inform wider debates about the nature of individual responsibility.


References:
Haggard P (2008). Human volition: towards a neuroscience of will. Nature Reviews Neuroscience, 9, 934-946.

Brass M & Haggard P. (2008). The 'what, when, whether' model of intentional action. Neuroscientist, 14, 319-325.

渡邊武郎
Takeo Watanabe
"Roles of attention, reward and consciousness in plasticity of visual representations”

My talk will focus on two factors that guide plasticity of visual representations. First, reinforcers cause the global release of diffusive neuromodulatory signals that gate plasticity, with or without going through consciousness processing. Second, attentional feedback signal highlights the chain of neurons between sensory and motor cortex responsible for the selected action. I here propose that the attentional feedback signals guide learning by suppressing plasticity of irrelevant features while permitting the learning of relevant ones. By hypothesizing that sensory signals that are too weak to be consciously perceived can escape from this inhibitory feedback, we have brought attentional learning theories and theories that emphasized the importance of neuromodulatory signals into a single unified framework.


References:
Watanabe, T., Sasaki, Y. & Nanez, J. (2001) "Perceptual learning without perception", Nature,413, 844-848.

Watanabe, T. et al (2002) "Greater plasticity in lower-level than in higher-level visual motion processing in a passive perceptual learning task", Nature Neuroscience, 5(10):1003-9

Seitz, A.R. & Watanabe, T. (2003) "Is subliminal learning really passive?" Nature, 422, 36.

Tsushima Y, Sasaki Y, & Watanabe T. (2006) "Greater Disruption Due to Failure of Inhibitory Control on an Ambiguous Distractor", Science, 314, 1786-1788.

Seitz AR, Kim, D., & Watanabe, T. (2009) "Rewards Evoke Learning of Unconsciously Processed Visual Stimuli in Adult Humans", Neuron, 61(5):700-707.

Sasaki, Y., Nanez, J., & Watanabe, T. (2009) Advances in visual perceptual learning and plasticity. Nature Reviews Neuroscience, in press.

佐々木由香
Yuka Sasaki
"知覚学習と脳活動”

訓練と睡眠は知覚学習成績を向上させる。しかし、それら訓練と睡眠に伴う神経対応についてはよくわかっていない。今回、講演では知覚学習の一種であるテクスチャー弁別課題（Karni & Sagi, 1991）の訓練時および、訓練後の睡眠中の脳活動について、特に、一次視覚野の脳活動について、functional MRI を用いて我々が発見したことについてお話をしたい。


References:
(1) Neuron. 2008 Mar 27;57(6):827-33.
Different dynamics of performance and brain activation in the time course of perceptual learning.
Yotsumoto Y, Watanabe T, Sasaki Y.

(2) Curr Biol. 2009 Aug 11;19(15):1278-82. Epub 2009 Jul 2.
Location-specific cortical activation changes during sleep after training for perceptual learning. Yotsumoto Y, Sasaki Y, Chan P, Vasios CE, Bonmassar G, Ito N, Náñez JE Sr, Shimojo S, Watanabe T.

(3) Sasaki, Y., Nanez, J., & Watanabe, T. (2009) Advances in visual perceptual learning and plasticity. Nature Reviews Neuroscience, in press.

中谷裕教
Hironori Nakatani
"将棋における駒組の認識と記憶：将棋の熟練度に依存した情報処理と脳活動”

将棋の熟練者であるプロ棋士は将棋の局面を見るとすぐにその状況を把握し、戦術的に意味のある手を直感的に見つけることができます。ルール上可能な指し手の選択肢が一局面あたり平均で80通りもあることを考えると、瞬時に最善手の候補を絞り込めることは驚くべきことです。近年急速に棋力を向上しているコンピュータ将棋は圧倒的な計算能力を活かし、膨大な数の選択肢を分析することで指し手を決めます。しかし我々の脳は膨大な情報を高速に処理することはできません。プロ棋士は一体どのようにして指し手の候補を瞬時に絞り込んでいるのでしょうか？チェスを用いた認知科学的な研究によると、指し手の候補の絞り込みに必要なのは指し手の分析（読み）はでなく、局面の状況認識であることが知られています。また局面の認識もコンピュータのように一つ一つの駒配置を全て分析するのではなく、局面を特徴づける少数の駒に着目することにより行っていることも報告されています。局面認識の際に着目する駒の選択はチェスの知識と経験に大きく依存しますので、チェスは知識や経験が認知機能に与える影響を調べるのに適した題材です。

本研究ではチェスの一種である将棋を題材にして知識や経験が視覚情報の処理特性と脳活動に与える影響を調べました。短期記憶の容量を超える数の駒をデタラメに配置して提示したところ、初心者は「歩」を優先的に覚えていました。本実験で提示した駒の約半数が「歩」であったので「歩」に着目すれば駒の種類を無視して場所だけを覚えれば良く、実験課題の特性を反映した記憶戦略であるとみなすことができます。一方、熟練者は将棋において価値の高い駒を優先的に覚える傾向がありました。価値の高い駒は数が少ないため記憶実験の成績を上げるためには駒の種類と場所の両方を覚える必要があり、本実験課題の遂行には負担の大きな記憶戦略です。価値の高い駒の配置に基づいて局面を理解するという将棋の経験に基づいた情報処理戦略を本実験でも用いたためと思われます。この結果より、初心者はその場の状況に応じて情報の価値判断を行っているのに対し、熟練者は経験に基づいて価値判断を行っているということが推測されます。また脳波活動を解析したところ、将棋の棋力に伴って脳波活動が質的に変化しました。熟練に伴う脳活動の変化は量的にではなく質的に生じることが示唆されます。

刺激に含まれる情報が多すぎて一度に扱えない場合に何らかの価値観に基づいて情報の取捨選択を行うことは将棋に限りません。日常の環境下での認知情報処理一般に当てはまります。それ故、本研究において将棋を使って得られた知見は一般的な高次認知機能を理解する際にも有用であると考えています。

平田聡
Satoshi Hirata
"チンパンジーの自己と他者の理解”

ヒトに最も近縁な生き物であるチンパンジーの自己と他者の理解に関係する研究を３つおこなった。１つ目は脳波測定である。林原類人猿研究センターのチンパンジーを対象に、覚醒下のチンパンジーで脳波測定をすることに世界で初めて成功した。被験体の名前とそれ以外の名前の音声を流した際のERPを比較したところ、被験体の名前を聞いたときに特異的な成分が認められた。また、視覚刺激を用いて、同種他個体の写真を呈示したところ、情動的な画像に対して特異的な成分が認められた。２つ目は自己認識に関する研究である。チンパンジーが鏡映像自己認識をおこなうことは多くの研究で確かめられているが、鏡以外のメディアを用いた研究はほとんどない。そこで、ビデオカメラを介してモニターに映像を流す手法を用いて実験をおこなった。その結果、モニターに呈示されたライブの自己像、および一定の遅延時間をおいた自己像に対して、自己認識を示唆する行動が認められた。チンパンジーの自己認識が鏡に限定的なものでなく、かつ、「今ここ」の時間に限ったことではないことが窺える。３つ目は協力行動に関する実験である。2個体が協力する課題のなかでチンパンジーの行動を観察したところ、最初は協力の兆候を見せなかったが、試行錯誤を重ねて相手の行動に合わせて課題を達成することができるようになった。また、相手を協力に誘う行動も出現した。他者と協力する能力の萌芽をチンパンジーも備えていることが示された。本発表では以上のような研究から見えてくるチンパンジーとヒトの自己理解と他者理解の共通点と相違点について概観する。


References:
Hirata, S., and Fuwa, K. (2007) Chimpanzees (Pan troglodytes) learn to act with other individuals in a cooperative task. Primates, 48: 13-21.

Hirata, S. (2007) A note on the responses of chimpanzees (Pan troglodytes) to live self-images on television monitors. Behavioral Processes, 75: 85-90.

Hirata, S. (2007) Competitive and cooperative aspects of social intelligence in chimpanzees. The Japanese Journal of Animal Psychology, 57(1): 29-40.

Ueno A, Hirata S, Fuwa K, Sugama K, Kusunoki K, Matsuda G, Fukushima H, Hiraki K, Tomonaga M, Hasegawa T (2008) Auditory ERPs to Stimulus Deviance in an Awake Chimpanzee (Pan troglodytes): Towards Hominid Cognitive Neurosciences. PLoS ONE 3(1): e1442. doi:10.1371/journal.pone.0001442

Hirata S (2009) Chimpanzee social intelligence: selfishness, altruism, and the mother-infant bond. Primates 50: 3-11.

高橋英彦
Hidehiko Takahashi
"fMRIによる社会感情神経科学―Self-conscious emotionsを中心に”

Consciousneess and Unconsciousneessというテーマから考えると、演者の発表内容は若干、ずれている気もするが、前半に社会情動のなかでもself-conscious emotionsと呼ばれる情動の我々のｆMRI研究の結果を紹介したい。Self-conscious emotionsとは自分が他人からどのように評価されているのかを意識しないと成立しない情動である。他人が自分を悪く評価していると感じることが重要な情動にはguiltやembarrassmentがあげられる。反対に、他人が自分を好評価していると認識することが重要であるのはpride（自尊心）である。こうした感情は、向社会行動を維持、促進する働きがあるのでモラル情動ともよばれる。
後半は、英語でpainful emotionと呼ばれるjealousyとenvyについて我々の知見を紹介する。Jealousyとenvyは日常用語では区別なく使われることが多いと思われるが、心理学では両者は区別されて扱われ、jealousyは男女間や兄弟間のjealousyのように、３人の人間が関係するのに対して、envyは２人の人間で成立する点で異なる。ｆMRIの結果でも両者の神経基盤も異なることが示唆され、特にjealousyではその男女差も認められた。今後は、精神神経疾患におけるこのような情動の障害について検討するとともに、PETを組み合わせてこれらの情動における神経伝達物質の役割を明らかにしていきたい。


References:
Takahashi H, Kato M, Matsuura M, Mobbs D, Suhara T, Okubo Y: When Your Gain is my Pain and Your Pain is my Gain: Neural Correlates of Envy and Schadenfreude. Science (2009) 323: 937-939

Takahashi H, Kato M, Matsuura M, Koeda M, Yahata N, Suhara T, Okubo Y: Neural correlates of human virtue judgment. Cereb Cortex (2008) 18: 1886-1891

Takahashi H, Matsuura M, Koeda M, Yahata N, Suhara T, Kato M, Okubo Y: Brain Activations during Judgments of Positive Self-conscious Emotion and Positive Basic Emotion: Pride and Joy. Cereb Cortex (2008) 18:898-903

Takahashi H, Matsuura M, Yahata N, Koeda M, Suhara T, Okubo Y: Men and women show distinct brain activations during imagery of sexual and emotional infidelity. Neuroimage (2006) 32:1299-1307.

Takahashi H, Yahata N, Koeda M, Matsuda T, Asai K, Okubo Y: Brain activation associated with evaluative processes of guilt and embarrassment: an fMRI study. Neuroimage (2004) 23:967-974.

Thomas J. McHugh
"Putting Fear in Context: Acquisition and consolidation of Hippocampal-dependent conditioning”

The acquisition of Pavlovian fear learning engages the hippocampus when the conditioned stimuli are multimodal or temporally isolated from the unconditioned stimuli. Given the ability of the hippocampus to rapidly and reliably encode space it has been hypothesized that the primary contribution of the structure to this task is in the formation of a representation of the conditioning chamber. By employing a combination of conditional mouse genetics that allows the subregion-specific (CA1, CA3, or DG) blockade of synaptic plasticity or transmission, behavior and in vivo hippocampal physiology we are beginning to understand how the different segments of the hippocampal circuit contribute to the acquisition, consolidation and recall of contextual information


References:
McHugh, TJ and Tonegawa, S. CA3 NMDA Receptors are Required for the Rapid Formation of a Salient Contextual Representation. Hippocampus, Epub July 31, 2009.

Nakashiba, T*, Buhl, DL*, McHugh, TJ*, Tonegawa S. Hippocampal CA3 Output is Crucial for Ripple-Associated Reactivation and Consolidation of Memory. Neuron, 62, 781-787, 2009. * These authors contributed equally

McHugh, TJ *, Jones MW*, Quinn JJ, Balthasar N, Coppari R, Elmquist JK, Lowell BB, Fanselow MS, Wilson MA, Tonegawa S. Dentate gyrus NMDA receptors mediate rapid pattern separation in the hippocampal network. Science. 317(5834):94-9, 2007. * These authors contributed equally

吉村由美子
Yumiko Yoshimura
"大脳皮質視覚野内に存在する微小神経回路網の経験依存的発達"

大脳皮質視覚野の視覚機能は、生後の視覚経験に強く依存して成熟することが知られている。これまでに我々は、ラット大脳皮質視覚野スライス標本を用いた神経回路解析により、興奮性シナプスで結合している2/3層錐体細胞ペアは、その周辺の興奮性細胞からの入力を高い頻度で共有することを見出し、非常に微細なスケールの特異的神経回路網が視覚野内に存在することを報告した。しかし、この微小神経回路網が視覚情報処理に関与するかについては明らかではない。そこで、微小神経回路網の形成が、視覚機能と同様に、生後の視覚経験に依存するかについて調べた。生後直後からの暗室飼育により視覚体験を経ていないラットおよび開眼直前に両眼の眼瞼を縫合して飼育したラットを用いた。前者の視覚野には視覚入力が全く入らず、後者には明暗刺激は受けるが、パターン刺激を受けない。このような２群のラットの視覚野よりスライス標本を作成し、ケージドグルタミン酸による局所刺激法と、複数の2/3層錐体細胞からの同時ホールセル記録法を用いて解析した。その結果、暗室飼育したラット視覚野においては、2/3層錐体細胞が形成する興奮性結合の検出確率は、正常な視覚体験を経た視覚野と比較して有意に低下し、結合が観察された場合も、誘発される興奮性シナプス電流の振幅は小さかった。両眼遮蔽した視覚野では正常な視覚体験を経た視覚野と同様な確率で興奮性結合が検出され、その結合強度にも有意な差はみられなかった。一方、特異的な興奮性神経結合による微小神経回路は、暗室飼育群、両眼遮蔽群において、ほとんど観察されなかった。以上の結果から、微小神経回路網の形成には、遺伝的機構のみならず生後の正常な視覚入力に依存して神経結合が精緻化される過程が必要であると考えられ、この神経回路は視覚野ニューロンの反応選択性の基盤であることが示唆される。