スケジュール:

1月9日（水）:
Special Session :Social Brain
18:00-18:50	Neurogenetic mechanisms of social behavior Andreas Meyer-Lindenberg(University of Heidelberg)
19:00-19:50	A shared circuit approach to social cognition Christian Keysers(University of Groningen)
20:00-20:50	The leading eight: social norms that can maintain cooperation by indirect reciprocity. Yoh Iwasa (Kyushu U.)
21:00-23:00	ポスターセッション
1月10日（木）:
Session
15:00-15:50	親子関係の分子神経基盤 黒田公美（理研）
16:00-16:50	Social Neurophysiology: a Science of Relationships 藤井直敬（理研）
17:00-17:50	構成論的な進化モデルの研究で心の何がわかるか？ 有田隆也（名大）
20:00-22:00 ポスターセッション
1月11日（金）:
Session
9:00-9:50	小脳長期抑制の持続相を決定するポジティブフィードバックメカニズム ―黒田モデルと実験による研究― 田中敬子（Duke U.）
10:00-10:50	判断の柔軟性の脳内機構：タスクスイッチ課題中の大脳皮質MT野の活動 宇賀貴紀（順天堂大）
11:00-11:50	視覚運動変換適応における異なる時間スケール過程が示す汎化： 状態空間モデル解析とポピュレーションコーディングモデル 田中宏和（NｉCT）

Abstracts and References：

Andreas Meyer-Lindenberg
"Neurogenetic mechanisms of social behavior"

Well-being and survival in primates, including humans, depends critically on social interactions, and disturbed social behavior is a key component of diseases such as autism, schizophrenia, and anxiety disorders. However, little is known about specific neurobiological factors shaping the human social brain. Since many aspects of social function are highly heritable (4), we have adopted a genetic approach to identify molecular and systems-level mechanisms of social cognition in humans. Studies in Williams Syndrome, a genetic condition with pronounced hypersociability, identified abnormal prefrontal regulation of amygala as a neural substrate of social fear regulation under genetic control. Studies of candidate gene polymorphisms (5-HTTLPR, MAOA vNTR) impacting on personality and emotional regulation impact on similar circuitry. In animals, oxytocin and vasopressin are key mediators of complex emotional and social behaviors, reduce anxiety and impact on fear conditioning and extinction. Recently, oxytocin administration in humans was shown to increase trust, suggesting involvement of the amygdala, a central component of the neurocircuitry of fear and social cognition that has been linked to trust and highly expresses oxytocin receptors in many mammals. We report on functional neuroimaging studies in healthy human subjects. In males receiving oxytocin or placebo, oxytocin potently reduced activation of the amygdala and reduced coupling of the amygdala to brainstem regions implicated in autonomic and behavioral manifestations of fear. We also report on imaging genetic studies characterizing the effects of genetic variation in the vasopressin receptor (AVPR1A) and the oxytocin receptor gene (OXTR), implicated in risk for autism, on brain structure and function related to emotional regulation and social behavior. Taken together, the results suggest neural mechanisms for social cognition in the human brain that imply potential therapeutic uses.

Christian Keysers
"A shared circuit approach to social cognition"

We often effortlessly understand what goes on in other people despite the fact that their goals and feelings are hidden from sight inside of their brain. How do we do that? I will present evidence that suggests that while we view the actions of other people, we active our premotor, posterior parietal cortex and somatosensory cortex as if we executed similar actions. While we view the tactile sensations of other individuals, our somatosensory areas are activated as if we felt similar sensations. While viewing the emotions of other individuals finally, we activate our premotor and parietal areas as if executing similar facial expressions and our insula as if experiencing similar emotions. Overall, the stronger these mirror activations, the more empathic individuals appear on self report questionnaires of empathy. Together, this suggests that we may in part understand other individuals by simulating their actions, sensations and emotions

Link to references

Yoh Iwasa 巌佐　庸
"The leading eight: social norms that can maintain cooperation by
indirect reciprocity. "
（評判をつかって協力を引き出すことができるか？）

Theory of indirect reciprocation explains the evolution of cooperation among unrelated individuals, engaging in one-shot interaction. Using reputation, a player acquires information on who are worth cooperating and who are not.
[1] We formalized the reputation dynamics, a rule to assign a binary reputation (good or bad) to each player when his action, his current reputation, and the opponent's reputation are given. We then examined all the possible reputation dynamics, and found that there exist only eight reputation dynamics named " leading eight" that can maintain the ESS with a high level of cooperation, even if errors are included in executing intended cooperation and in reporting the observation to the public.
[2] We also study the nature of these successful social norms. We characterize the role of each pivot of the reputation dynamics common to all of the leading eight. We conclude that keys to the success in indirect reciprocity are to be nice (maintenance of cooperation among themselves), retaliatory (detection of defectors, punishment, and justification of punishment), apologetic, and forgiving. Second we prove the two basic properties of the leading eight, which give quantitative evaluation of the ESS condition and the level of cooperation maintained at the ESS.
[3] Third, we extend the results to the situations in which players can choose costly punishment, as well as cooperation and defection. Results remain unchanged qualitatively.[4] Finally, we show that the reputation must be formed collectively in the society by gossip in addition to direct observation. This indicates that the language is the prerequisite to this cooperation mechanisms.

Ohtsuki, H. and Iwasa, Y. (2004),How should we define goodness ? - reputation dynamics in indirect reciprocity, Journal of Theoretical Biology, 231:107-120. [PDF]

Ohtsuki, H. and Iwasa, Y. (2006),The leading eight: Social norms that can maintain cooperation by indirect reciprocity, Journal of Theoretical Biology, 239:435-444.[PDF]

Ohtsuki, H. and Iwasa, Y. (2007),Grobal analyses of evolutionary dynamics and exhaustive search for social norms that maintain cooperation by reputation, Journal of Theoretical Biology, 244:518-531. [PDF]

Kumi Kuroda 黒田公美
"親子関係の分子神経基盤"

Parent-infant relationship is a reciprocal process composed of　parenting (from parents to infants) and attachment (from infants to　parents). Proper parent-infant relationship is indispensable for the　survival and the healthy development of the young in mammals. However, the　brain mechanisms mediating these behaviors have not been studied　intensively.　To clarify the molecular signaling responsible for parental　behavior, we have recently investigated gene expression profiles in the　medial preoptic area (MPOA), a critical brain region for parental retrieving　behavior (Kuroda K. O. et al., Mol. Cell. Neurosci. 36: 121-131, 2007). Our　results suggest the pivotal role of ERK-FosB signaling in MPOA neurons for　the initiation of parental care.　The ultimate goal of our research is to elucidate the whole neural　circuit mediating parent behavior, to prevent child maltreatment. The　ongoing project to study infants' attachment behavior and the possible　clinical implications will also be discussed.

親子関係は親による養育行動、子どもの側からの親への愛着行動という、相互の積極的関与に支えられる動的な関係である。哺乳類の親子関係は子の生存に必須であるばかりではなく、子の人格や将来の社会行動パターンの形成に大きな影響を及ぼす。親の不在、児童虐待やネグレクトなどの親子関係の問題は子のうつ病、社会適応の障害、次世代への虐待の繰り返しなどのリスクを高める可能性がある。不適切養育を治療・予防するためには、まず養育本能を司る神経機構を明らかにしなければならないが、国内外でもほとんど研究が行われていない。
　子育てや親子の愛着というと一見複雑で高度な精神現象のようだが、哺乳類すべての種の生存に必須であるため進化的に保存されており、その基礎は性行動や摂食・飲水と同様、遺伝的に組み込まれた本能的欲求である。げっ歯類モデルを用いた研究により、哺乳類養育行動の脳内中枢は視床下部の内側視索前野（MPOA）にあると想定されている。さらに近年では、養育行動異常をきたす遺伝子改変マウスなどを手がかりに、養育行動の発現に必須の分子や細胞内シグナル伝達経路も同定されてきている。こうした親子関係の分子神経基盤に関する最近の知見をご紹介したい。

Kuroda, K., Michael J., Meaney, M.J., Uetani, N., Fortin, Y., Ponton, A. and Kato, T. (2007), ERK-FosB signaling in dorsal MPOA neurons plays a major role in the initiation of parental behavior in mice, Molecular and Cellular Neuroscience, Volume36, Issue 2:121-131 [PDF]

黒田公美 (2007), 養育行動とその異常の分子神経機構, 実験医学　[PDF]

Naotaka Fujii 藤井 直敬
"Social Neurophysiology: a Science of Relationships"

社会は、環境と多数の脳が相互作用を起こしながら、継続的に変化し存続しつづける仮想的空間である。我々の脳は、その社会の中で、自己と他者そして環境の持つ様々な要因を考慮に入れながら、社会的リスクを最小化しつつ自己の要求を最大化するように働いている。このような社会的脳機能は、取り扱う変数が膨大なため従来の科学的探索にのせにくく、その機能は殆ど解明されていない。特に個体間、脳領域間、神経細胞間などの多層的なネットワークのもつ「関係性」を研究対象にすることは様々な技術的制限のため極めて困難であった。
そこで今回、ニホンザルを用いた多次元生体情報記録手法という記録手技を開発し、社会環境に依存して複数のサル間に生じる社会的行動選択の変化と、それに関連する神経細胞活動を明らかにする実験を行ったのでここに紹介する。また同記録技術のもつ可能性とサルを用いた社会性実験の限界などについても議論したい。

Takaya Arita　有田 隆也
" 構成論的な進化モデルの研究で心の何がわかるか？ "

人工生命の研究スタンスは研究者によって様々であるが，生命性に関わる複雑なシステムに対する構成論的手法に基づくアプローチが基本である．コンピューテーショナルなモデルを計算機で動かすが，実際の現象やメカニズムを必ずしも直接的に説明することを目指すものではない（が，実は概念レベルで直接的にアプローチしていると考えている）ところが，面白い点であると同時に，理解されにくい点でもある．本講演では，特に社会的知能に関わる進化的基盤を理解するための試み，特に，原初的コミュニケーションの創発，心の理論の再帰レベルの進化，表現型可塑性の進化に関する研究例を紹介して，このようなアプローチの可能性を考える．

高野雅典, 加藤正浩, 有田隆也　（2005）, 心の理論における再帰のレベルの進化に関する構成論的手法に基づく検討, Cognitive Studies, 12(3): 221-233.[PDF]

Suzuki, R. and Arita, T., The Dynamic Changes in Roles of Learning through the Baldwin Effect [PDF]

Keiko Tanaka　田中敬子
"小脳長期抑制の持続相を決定するポジティブフィードバックメカニズム"
―黒田モデルと実験による研究―

運動学習に関係すると考えられている小脳長期抑制（long-term depression; LTD）は、平行繊維と登上繊維が同時に数分間刺激された後、平行繊維からプルキンエ細胞に入力するシナプス伝達効率が、数時間以上抑制されるという現象である。多くの研究により、刺激中に誘導される細胞内シグナル分子については詳細に検討され、特にカルシウム上昇の重要性は疑う余地のないもとのなっている。しかし、この一過性のカルシウムシグナルが引き金となって、どのように数時間にもわたる現象につながるのか、という時間的な推移については不明な点が多く残されている。そのような中以前に、MAPキナーゼ（MAPK）, プロテインキナーゼC（PKC）を含むポジティブフィードバック機構が働くことにより、一過性のシグナルが60−90分持続するシグナルに変換されLTDが維持されるという、興味深いモデル（黒田モデル）が理論生物学的に提唱された。我々は、実験的にカルシウム濃度上昇とLTDとの関係を測定し、この関係が黒田モデルにより再現されることを示した (Tanaka et al., 2007)。また、ポジティブフィードバック機構を停止させた際、実験的にも理論生物学的にも同様に、この関係においてカルシウム感受性が低下することを示した。これらの結果は、ポジティブフィードバック機構が実際に細胞内で働くことを示唆するので、さらなるモデルの実験的な検証を試みた。まず、MAPKとPKCがお互いに他方の下流で活性化され、かつLTDを誘発するために必須であることを示し、これによりポジティブフィードバック機構の存在が明らかになった。さらに、PKCと、この機構に含まれる別の酵素であるホスホリパーゼA2（PLA2）が必要とされる時間帯を調べることにより、LTD誘発約30分後までポジティブフィードバック機構が働くことがわかった。以上により、ポジティブフィードバック機構が、一過性シグナルを持続的シグナルへ変換することによりLTDを維持するという黒田モデルを実証することができた。一般にポジティブフィードバック機構とはシグナルの持続時間を延長するために適していると考えられ、実際にこのような機構が小脳LTDで働くことがわかったことから、他のシナプス可塑性においても同様のポジティブフィードバック機構が働く可能性がある。一方で本研究により、この機構が働く時間帯は、提唱されていた60−90分よりも実際には短い時間であることがわかり、この30分以降の機構については、実験と理論とを組み合わせた更なる検討のターゲットとして考えている。

Tanaka, K., Khiroug, L., Santamaria, F., Doi, T., Ogasawara, H., Ellis-Davies, G., Kawato, M., Augustine, G. J. (2007) Ca²⁺ requirements for cerebellar long-term synaptic depression: role for a postsynaptic leaky integrator. Neuron 54; 787-800. [PDF]

Takanori Uka　宇賀貴紀
"判断の柔軟性の脳内機構：タスクスイッチ課題中の大脳皮質MT野の活動"

ヒトは同じ感覚情報に含まれる異なった視覚特徴に注意を向け、それに応じて異なる行動を選択することができる。例えば、赤色のインクで「あお」と書かれていた場合、ヒトはインクの色を問われれば「赤」と答え、文字の意味を問われれば「青」と答えることができる。本研究では、サルを用い、同じ感覚情報から異なった行動への「切り替え」がどのように行われているのかを調べた。まず、ランダムドットステレオグラムの運動方向あるいは奥行きのいずれかに注目し、どちらに注目しているのかに応じて異なった眼の動きを行なうよう、ニホンザルを訓練した。このタスクスイッチ課題遂行中にサルが運動方向・奥行きのどちらに注目しているかに依存して、MT野ニューロンの活動がどのようにサルの答えと相関するのかを検証した。その結果、MT野ニューロンの情報の読み出し方を制御することで「切り替え」が実現されている証拠を得た。

Hirokazu Tanaka　田中宏和
"視覚運動変換適応における異なる時間スケール過程が示す汎化：状態空間モデル解析とポピュレーションコーディングモデル"

プリズム順応に代表される視覚運動変換適応は心理学実験において詳細に調べられてきたが、どのような脳の計算が為されているかについての理解はあまり進んでいない。ここでは特に視覚運動変換適応の一例である回転適応に関して、心理物理実験の結果を再現する計算論的モデルを構築することで、適応のアルゴリズムを理解しようと試みる。心理物理実験で得られた施行毎の方向誤差データの解析から、異なる時間スケールをもつ複数の学習過程があること、それら複数の学習過程が運動方向に関して同じくらい狭い学習汎化を示すことを示す。上記の解析結果に基づき、多数のニューロン活動の和から運動方向を計算するポピュレーションコーディングモデルを提案し、それらが心理物理実験で見出された結果(学習速度・汎化)を再現することを示す。実験で見いだされた狭い学習の汎化は、ポピュレーションコーディングに使われるニューロンの方向選択性が同様に狭いことを意味している。最後に、モデルで得られた結果に基づき、この視覚運動変換が脳のどの部位で行われているかを議論する。