大脳基底核と手の運動の強化学習

Basal ganglia and reinforcement learning of limb movement

日常の行動やスポーツ運動は複数の動作をさまざまな組み合わせとタイミングで行うことによってはじめて目的が達成される順序運動である。順序運動の学習（Procedural learning）初期には，試行錯誤によって運動の種類と順序が視空間的な情報の一時的な記憶（明示的学習または宣言的学習）がなされることによって進む。学習が進むと，運動のための関節の曲げ方，力の加え方，運動の切り替えのための体のバランスなどの，いわゆる身体座標に基づく学習がなされ，複数の運動が一連の連続動作として円滑に行われるようになる。この後者のプロセスには大脳基底核と補足運動野，一次運動野などの大脳皮質との機能連関が重要な役割を演ずる。大脳基底核の学習を説明するモデルとして強化学習仮説が提唱されている。学習に伴って黒質線条体ドーパミン系の活動が行動の評価信号（強化信号）を線条体に送り込むと考えるのである。

Motor behaviors common in daily life such as conversation, teeth brushing change cloths are composed of multiple different movements in particular sequence for particular purposes. We acquire these sequential motor behaviors as behavioral repertoires through the process of learning (procedural learning). An initial process of procedural learning occurs through trial and error learning of types and sequential order of movements as short term memory of visuospatial information required for the movements.