Decision making with considering what or where is valuable is essential process to survive the world. Value-based decision making consists of two major steps of valuation and action selection. Previous study showed that advanced neural signals for action selection appear first in the secondary motor cortex among multiple regions in rats performing a dynamic foraging task. To further explore neural circuit process underlying value-based action selection, neural activity was investigated targeting two different types of projections neurons, namely intratelencephalic (IT) and pyramidal tract (PT) neurons, which project primarily to other cortical and subcortical structures, respectively, in the secondary motor cortex of mice performing a dynamic foraging task in head-fixed system. It was found that deep-layer IT and PT neurons exhibit the earlier advanced action selection signals than superficial-layer neurons. Deep-layer IT and PT neurons also convey chosen value and outcome signals, which would allow updating of value of the chosen target. However, value for contralateral-side is first signaled in deep-layer IT neurons preceding action selection. Unilateral activation of deep-layer IT neurons reduced the rate of selecting high-value contralateral side. These results suggest that deep-layer IT neurons of the secondary motor cortex may play a primary role in value-dependent action selection. These results also suggest different neural circuit processes underlying perceptual decision making, in which PT neurons are important for action selection, and value-based decision making.
무엇이, 어디가 가치 있는지를 고려한 의사결정은 세상에서 살아가기 위한 중요한 과정이다. 가치 기반 의사 결정은 가치 평가와 행동 선택의 두 가지 주요 단계로 구성된다. 이전 연구에서는 행동 선택을 위한 신경 신호가 가치 기반 행동 선택을 하는 쥐의 여러 영역 중 이차 운동 피질에서 가장 먼저 나타나는 것을 밝혔다. 가치 기반 행동 선택의 기본이 되는 신경 회로 프로세스를 더 탐구하기 위해 주로 피질 및 피질 하부 구조에 각각 투사하는 두 가지 유형의 투사 뉴런, 즉 말뇌내 및 추체경로 뉴런을 대상으로 신경 신호를 측정하고 분석하였다. 가치 기반 행동 선택을 하는 마우스의 이차 운동 피질에서. 심층 말뇌내 및 추체경로 뉴런은 표면층 뉴런보다 앞선 행동 선택 신호를 보였다. 또한 심층 말뇌내 및 추체경로 뉴런은 선택한 쪽의 가치와 보상 결과에 대한 신호를 전달하였다. 그러나 신경 신호를 측정한 반구의 반대쪽에 대한 가치는 행동 선택에 앞서 심층 말뇌내 뉴런에서 먼저 신호를 보였다. 심층 말뇌내 뉴런의 반구 활성화는 반구의 반대쪽 선택 비율을 감소시켰다. 이러한 결과는 이차 운동 피질의 심층 말뇌내 뉴런이 가치 기반 행동 선택에서 주요 역할을 할 수 있음을 시사한다. 더불어, 추체경로 뉴런이 중요한 역할을 하는 지각 기반 의사 결정과는 다른 신경 회로 프로세스를 제안한다.
