쥐의 선조체에서 보상의 가치에 근거한 의사결정과 관련된 신경신호 연구

Abstract

뇌의 선조체는 보상을 얻기 위한 의사결정 과정에서 중요한 역할을 한다고 여겨진다. 많은 연구들이 선조체가 행동의 평가 뿐만 아니라 행동의 선택에도 관여한다고 시사하고 있지만, 이와 같은 기능들의 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다. 따라서, 본 실험에서는 동물이 자유선택 과제를 수행하는 동안 선조체의 하위 영역인 배내측과 배외측, 그리고 복측 부위에서 신경활성도를 동시에 측정하고, 동물의 행동선택과 선택의 결과, 그리고 행동의 가치와 관련된 신경신호들의 시간적 특성들을 조사했다. 행동의 가치에 대한 신경신호들은 동물이 행동을 선택하기 전 선조체의 모든 하위영역에서 의미있게 나타난 반면, 곧 있을 선택과 관련된 신호들은 상대적으로 약했고 동물의 행동선택이 이루어지기 바로 전 배내측 선조체에서만 나타나기 시작했다. 이와 대조적으로, 동물이 행동선택을 한 이후에는 선택과 선택의 가치와 관련된 신호들이 급격히 증가하였고, 동물의 선택에 대한 결과가 나타날 때 까지 지속되었다. 이와 같은 사실은 선조체의 신경세포들이 동물의 행동선택과 선택의 결과, 그리고 선택된 행동의 가치와 관련된 신호들을 동시에 전달한다는 것을 의미한다. 즉, 선택된 행동의 가치를 갱신하기 위해 필요한 모든 요소들이 선조체에서 발견될 수 있다. 이와 같은 결과들은 선조체가 동물이 행동을 선택하기 전 잠재적인 선택들과 관련된 가치들을 표상하는 것 뿐만 아니라, 선택의 결과가 제시되자마자 선택된 행동의 가치를 갱신할 수도 있다는 것을 시사한다. 따라서, 본 연구는 선조체의 주요 기능이 행동의 선택이 아니라 선택된 행동에 대한 평가일 가능성을 제기한다.