迅速な学習、記憶、汎化はしばしば新皮質および海馬の回路に帰せられるが、その具体的な役割は依然として明らかでない。個々のマウスにおいてこれらの認知能力を総合的に検討するため、再構成可能な三次元迷路「マンハッタン迷路」を移動するマウスを観察した。未経験の野生型マウスは、報酬を2回得るまでに成績を向上させ、約20回の報酬獲得で効率的な経路に近づき、9回曲がる経路を一晩保持し、新たな構成ではより速く学習した。この少数試行による改善の大部分は、報酬を一度も得る前から現れた、規則に基づく前進傾向によって説明される。この規則の有用性が低い環状経路を含む迷路では、マウスは数回の報酬獲得で、報酬地点から遠く離れた特定のボトルネック通路を選好するようになった一方、ほかの場所での選択は柔軟なままであった。こうした学習の異なる構成要素と脳機能との関連付けに着手するため、海馬と新皮質の大部分を欠く変異マウスにも同じ課題を与えた。変異マウスは初期探索時に障害を示し、反復的な走査行動のため、最初の数回の報酬を得るまでに約3倍の時間を要した。この段階を過ぎると、学習、数週間から数カ月にわたる保持、および新たな迷路への汎化はおおむね保たれていた。このような高速学習は、価値が報酬から後方へ伝播する試行錯誤では説明し難い。これに対し、ニューロモルフィック回路モデルはボトルネックの選択を説明する。このモデルは報酬なしに環境地図を構築し、皮質回路や海馬回路に特有の構造を必要としない。したがって、新皮質と海馬が関与しなくても学習は可能である。少数試行学習を可能にするのは、報酬そのものではなく、最初の報酬以前に学習された構造である可能性がある。
https://doi.org/10.64898/2026.08.30.747945