人類會根據當下的狀況預測即將發生的事情，並基於該預測採取行動。當大腦判斷「即將發生好事（獎賞期待）」時，這一資訊會經由怎樣的迴路轉化為行動輸出？東京大學研究生院醫學系研究科的松崎政紀教授（兼任理研腦神經科學研究中心團隊主任）、瀨原慧祐特任助教、近藤將史助教、實驗動物中央研究所的山森哲雄研究顧問（研究當時，現為理化學研究所腦神經科學研究中心團隊主任）、京都大學靈長類研究所的高田昌彥教授等人組成的研究團隊，發現了大腦內根據獎賞期待調節行為的樞紐區域。相關成果已發表在《Communications Biology》上。
圖1 「聽到聲音便產生獎賞期待的狨猴」大腦各腦區之間發生的資訊交互（圖片提供：東京大學）
研究團隊利用因「巴甫洛夫的狗」而聞名的經典條件反射訓練，訓練狨猴完成「響起聲音後不久就會給予獎賞（糖水）」的任務。訓練中使用兩種聲音，設定「一種聲音（A音）之後有70%機率獲得獎賞，而另一種聲音（B音）之後僅有30%機率獲得獎賞」，以此檢測動物所具有的「不同獎賞期待」所對應的腦活動。
以往利用靈長類開展的獎賞期待相關先行研究中，主要依靠電極進行「單點」腦活動記錄；而此次研究團隊採用廣域鈣成像技術，首次成功從「面」的層面，探明了狨猴大腦中究竟哪些區域參與了與獎賞期待相關的神經活動。
在該成像法中，不僅覆蓋了掌管聽覺、觸覺和運動的區域，還擴展到了被認為具有更複雜功能、如與注意力相關的眼球運動等相關的區域，在迄今為止的狨猴研究中，實現了最廣範圍（136.9平方毫米）的腦區鈣成像。
在研究獎賞期待相關腦活動時存在一大難題：「動物軀體的移動」會引發大範圍的腦活動，因此很難提取出與「對獎賞的期待」本身相關的信號。為此，研究團隊詳細記錄了軀體活動，並利用數理模型從腦活動數據中剔除其影響，從而揭示了此前難以觀測到的腦活動。
結果發現，在以往被認為專門負責運動規劃的區域（前運動皮層）的局部區域，所呈現的聲音資訊被保持到獎賞出現時刻。進一步詳細分析表明，該區域可能扮演著「樞紐」的角色，僅在聲音刺激與獎賞時刻之間，對大腦各區域之間的資訊進行往來調度。
與使用小鼠的既往研究相比，與人類同屬靈長類的狨猴腦中，功能分工比齧齒類的小鼠大腦更為顯著。該結果有望促進未來對「人類如何判斷狀況並採取行動」這一大腦基本原理的理解。
此外，本次研究分析所用的圖像數據已在革新腦數據入口網站（https://doi.org/10.24475/bminds.ci.12650）公開，基於Creative Commons Attribution 4.0 International Public許可協議，可自由下載和分析。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Communications Biology
論文：Medial premotor cortex as a potential reservoir of reward expectancy signals influencing the primate frontoparietal network
DOI：10.1038/s42003-026-10672-4
