Cholinergic and noradrenergic modulation of perceptual decision making and learning

あなたの脳を、霧の立ち込める部屋の中で謎を解こうとしている探偵だと想像してみてください。何が起きているのかを理解するために、探偵には主に2つの情報源があります。

1. 霧の中の手がかり（ボトムアップの証拠）：これらは、今まさにあなたが見ている、乱雑でノイズの多い感覚的な詳細です。これらはしばしば不明瞭で、例えば、人の影かもしれないし、単なるコート掛けかもしれないといったものです。
2. 探偵の手帳（トップダウンの期待）：これは、探偵が過去の事件から学んだことです。それは、時間をかけて積み上げられた「最善の推測」や「期待値」のセットです。

通常、あなたの脳はこれら2つのバランスを取る必要があります。時には手がかりの方をより信頼しますし、時には手帳の方をより信頼します。科学者たちは、脳内の2つの特定の化学物質——アセチルコリンとノルアドレナリン——が、意思決定をしている「最中」に、手がかりと手帳の重み付けを行うのを助けているのかどうかを知りたいと考えました。それとも、新しいことを学んだ時に、手帳を「更新」することを助けているのでしょうか？

これを知るために、研究者たちは62人の健康なボランティアに、以下の3つのうちのいずれかを与えました：プラセボ（偽薬）、アセチルコリンをブロックする薬（ビペリデン）、またはノルアドレナリンをブロックする薬（プロプラノロール）。その後、参加者に、視覚的な手がかりと以前に学んだことの両方に基づいて推測を行うゲームを行わせました。

結果は以下の通りです。簡単な比喩を用いて説明します。

「手帳」対「手がかり」
あなたの脳の「手帳」を、あなたがつけている天気予報だと考えてください。もし予報が「晴れ」と言っているのに、外を見たら雨が降っていたとしたら、あなたは予報を信じるべきか、それとも自分の目を見るべきかを判断しなければなりません。

• 結果： 薬は、参加者が視覚的な手がかり（外の雨）をどの程度信頼するかを変えることはありませんでした。薬を飲んだかどうかにかかわらず、彼らは以前と同じように証拠を見ていました。
• 本当の変化： 薬は、新しい結果に基づいて「手帳（天気予報）」を更新するスピードを変化させました。

2つの薬の異なる働き方

1. ノルアドレナリン・ブロッカー（プロプラノノロール）：
   この薬は、「良いニュース」からのみ学ぶことを許すフィルターのように機能すると想像してください。参加者が報酬を得たとき（「勝ち」のとき）、彼らは非常に素早く手帳を更新しました。しかし、報酬が得られなかったとき、彼らは考えを変えるスピードが遅くなりました。それはまるで、A評価をもらったときだけ注意を払い、B評価をもらったときのフィードバックは無視する学生のようでした。

2. アセチルコリン・ブロッカー（ビペリデン）：
   この薬は、考えを変えすぎる「超学習者」のように作用しました。勝ちであれ負けであれ、参加者は非常に素早く信念を更新しました。問題は、彼らが考えを変えるスピードがあまりに速かったため、彼らの「手帳」が不安定になってしまったことです。あらゆる新しい情報に対して反応しすぎていたため、一貫した信念を長く保持することができませんでした。

大きな教訓
この研究は、これら2つの化学物質が、今この瞬間の感覚的な手がかりをどの程度信頼するかを決めているのではない、と結論付けています。そうではなく、これらはあなたの**手帳のエディター（編集者）**なのです。これらは、新しい証拠に遭遇したときに、過去の期待をどれほど速く、どれほど多く更新するかを制御しています。

• ノルアドレナリンは、物事がうまくいくとき（報酬）に特化して、あなたの期待を更新するのを助けているようです。
• アセチルコリンは、すべての結果に基づいてあなたの期待を更新するのを助けているようですが、これをブロックすると、あなたは信念において過敏で不安定になる可能性があります。

要約すると、これらの化学物質は、その瞬間の世界の捉え方を変えるのではなく、次に何が起こるかに基づいて、世界がどのようなものであるかという「物語」を書き換えるスピードを変えるのです。