人类会根据当下的状况预测即将发生的事情，并基于该预测采取行动。当大脑判断“即将发生好事（奖赏期待）”时，这一信息会经由怎样的回路转化为行动输出？东京大学研究生院医学系研究科的松崎政纪教授（兼任理研脑神经科学研究中心团队主任）、濑原慧祐特任助教、近藤将史助教、实验动物中央研究所的山森哲雄研究顾问（研究当时，现为理化学研究所脑神经科学研究中心团队主任）、京都大学灵长类研究所的高田昌彦教授等人组成的研究团队，发现了大脑内根据奖赏期待调节行为的枢纽区域。相关成果已发表在《Communications Biology》上。
图1 “听到声音便产生奖赏期待的狨猴”大脑各脑区之间发生的信息交互（供图：东京大学）
研究团队利用因“巴甫洛夫的狗”而闻名的经典条件反射训练，训练狨猴完成“响起声音后不久就会给予奖赏（糖水）”的任务。训练中使用两种声音，设定“一种声音（A音）之后有70%概率获得奖赏，而另一种声音（B音）之后仅有30%概率获得奖赏”，以此检测动物所具有的“不同奖赏期待”所对应的脑活动。
以往利用灵长类开展的奖赏期待相关先行研究中，主要依靠电极进行“单点”脑活动记录；而此次研究团队采用广域钙成像技术，首次成功从“面”的层面，探明了狨猴大脑中究竟哪些区域参与了与奖赏期待相关的神经活动。
在该成像法中，不仅覆盖了掌管听觉、触觉和运动的区域，还扩展到了被认为具有更复杂功能、如与注意力相关的眼球运动等相关的区域，在迄今为止的狨猴研究中，实现了最广范围（136.9平方毫米）的脑区钙成像。
在研究奖赏期待相关脑活动时存在一大难题：“动物躯体的移动”会引发大范围的脑活动，因此很难提取出与“对奖赏的期待”本身相关的信号。为此，研究团队详细记录了躯体活动，并利用数理模型从脑活动数据中剔除其影响，从而揭示了此前难以观测到的脑活动。
结果发现，在以往被认为专门负责运动规划的区域（前运动皮层）的局部区域，所呈现的声音信息被保持到奖赏出现时刻。进一步详细分析表明，该区域可能扮演着“枢纽”的角色，仅在声音刺激与奖赏时刻之间，对大脑各区域之间的信息进行往来调度。
与使用小鼠的既往研究相比，与人类同属灵长类的狨猴脑中，功能分工比啮齿类的小鼠大脑更为显著。该结果有望促进未来对“人类如何判断状况并采取行动”这一大脑基本原理的理解。
此外，本次研究分析所用的图像数据已在革新脑数据门户网站（https://doi.org/10.24475/bminds.ci.12650）公开，基于Creative Commons Attribution 4.0 International Public许可协议，可自由下载和分析。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Communications Biology
论文：Medial premotor cortex as a potential reservoir of reward expectancy signals influencing the primate frontoparietal network
DOI：10.1038/s42003-026-10672-4
