量子科学技術研究開発機構と京都大学霊長類研究所の共同研究グループは、脳の前頭前野が関与する「作業記憶」と「意思決定」という二つの機能が別々の神経経路で処理されていることを明らかにした。研究では「スイッチ機能」を持つ人工受容体を可視化する技術を応用。サルの前頭前野の一部から脳深部に伸びる二つの経路を画像化し、情報伝達を遮断することで見いだした。神経経路の不調が原因と考えられる精神・神経疾患の病態解明や治療法の確立に貢献すると期待される。

脳の前方部にある前頭前野はヒトをはじめ霊長類で最も発達した部分であり、作業記憶と意思決定に関与することが知られている。だが、作業記憶と意思決定の機能が作動するために前頭前野から他の脳の部分に伝わる必要があるが、どの機能がどの場所に伝えられて処理されているかは分かっていなかった。

研究グループは神経細胞のスイッチ機能として働く人工受容体を生きたサルの前頭前野の一部に導入した。前頭前野の一部からは視床や尾状核と呼ばれる脳深部の二つの領域に対して別々の神経経路が伸びている。それぞれの経路を通って視床と尾状核に運ばれた人工受容体の様子を、陽電子断層撮影法（ＰＥＴ）を使って可視化できる技術を応用して画像化した。

その結果、人工受容体のスイッチを別々に操作することで、作業記憶は視床につながる経路で処理されていることが分かった。意思決定は尾状核につながる経路で処理されていることが分かった。