高磁場fMRIによるMT分野のコラム構造に関する研究

• Project/Area Number: 18020033
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 程・ 康 (程 康) The Institute of Physical and Chemical Research, 認知機能表現研究チーム, 副チームリーダー (70425635)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥4,700,000 (Direct Cost: ¥4,700,000); Fiscal Year 2007: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: ヒト / MT野 / 方向選択性コラム / 高解像度fMRI / 事象関連fMRI実験課題 / ランダムドット / 順応 / 連続刺激 / ベクトル和

Research Abstract

私たちは、4テスラMRIを用いることでヒトのMT野のコラム構造を調べています。MT野には方向選択コラム構造が存在しており、2つの特徴があります。一つは、方向選択性は一方向に緩やかに変化することです。二つ目は、方向選択性はこの方向と異なる方向に180度急激に変化することです。MTコラムも高解像度fMRIにとってよいモデルとなります。しかしながら、ブロックデザイン実験で2つの刺激条件のみが必要とされた眼優位性コラムとは異なり、できるだけ多くの方向へ動く刺激条件をつくりだすことが望まれます。そこで私たちは事象関連fMRI実験課題を工夫して、さらに新しい解析手法を開発しました。被験者は撮像中ずっとランダムな方向に動くドットに対して順応状態にありました。時折、全てのドットが4つの方向のうち1つの方向に動きます。この4つの方向はランドムな順番で提示し、何度も繰り返されます。開発した手法を用いることで、一時的な動き方向の変化に対する応答を定量化して調べることができました。ヒトのMT野のほとんどのボクセルが、ある一方向への動きに対して良い応答を示すことがわかりました。この方向選択性はベクトル和で定量化することができました。ベクトルの方向はボクセルが好む方向を示しており、長さは方向選択性の強さを示しています。そこで、MT野に方向選択性の空間分布をみることができます。被験者のMTで各ボクセルから得られたベクトルの平均長さは0より著しく大きく、平均してある方向への動きに対してよい応答をしたことを示唆します。次に、隣り合うボクセルの方向選択性の違いについて調べました。実際、ほとんどの隣り合うボクセルは非常に似通った選択性を持つか、或は180度異なる選択性を持ちます。これはモデルとよく一致しています。これらの結果はヒトのMT方向選択性コラムを示した最初の報告になります。最近の研究で、360度の運動方向を連続的に変化する刺激を用いても、MT野に方向選択性を見出すことができます。

Research Products

• [Journal Article] A temporal frequency-dependent functional architecture in human V1 revealed by high-resolution fMRI (2007)
  • Author(s): Pei Sun, Kenichi Ueno, R Allen Waggoner, Justin L Gardner, Keiji Tanaka, Kang Cheng
  • Journal Title: Nature Neuroscience 10 Pages: 1404-1406
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Revealing columnar architectures using fMRI : challenges and possibilities (2007)
  • Author(s): Cheng, K.
  • Journal Title: Vision : The Journal of the Vision Society of Japan 19(1) Pages: 29-35
• [Journal Article] 超高磁場脳機能画象 (2006)
  • Author(s): 程 康, 上野賢一, 田中啓治
  • Journal Title: 生体の科学 57(4) Pages: 73-76
• [Journal Article] Columnar structures in human Vl as revealed by fMRI (2006)
  • Author(s): Cheng, K.
  • Journal Title: Proceedings of the 21^<st> Symposium on Biological and Physiological Engineering Pages: 401-404
• [Journal Article] Effects of shifting perspective of the self: an fMRI study
  • Author(s): Corrado Corradi-Dell' Acqua, Kenichi Ueno, Akitoshi Ogawa, Kang Cheng, Raffaella I. Rumiati, Atsushi Iriki
  • Journal Title: Neuronimage (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualizing columnar architecture using high-field fMRI
  • Author(s): Kang Cheng
  • Journal Title: Progress in Natural Science (In press)
• [Presentation] Neural correlates of human-specific illogical inference (2008)
  • Author(s): Iriki, A., Ogawa, A., Yamazaki, Y., Ueno, K., Cheng, K
  • Organizer: 第85回日本生理学大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-03-25
• [Presentation] 高磁場fMRIによるMT分野のコラム構造に関する研究 (2007)
  • Author(s): 程 康
  • Organizer: 統合脳平成19年冬の領域会議
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-12-23
• [Presentation] Potential on high resolution fMRI in humans (2007)
  • Author(s): Kang Cheng
  • Organizer: Inaugural Symposium of NeuroSpin on Ultra High Field MRI: Potential and Challenges
  • Place of Presentation: Saclay, France
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] Hue selectivity in human early visual cortices revealed by BOLD fMRI (2007)
  • Author(s): Kuriki, I., Sun, P., Ueno, K., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Organizer: The 37th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2007-11-06
• [Presentation] Role of intraparietal and prefrontal cortices in illogical inference specific to humans (2007)
  • Author(s): Ogawa, A., Yamazaki, Y., Ueno, K., Cheng, K., Iriki, A.
  • Organizer: The 37th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2007-11-06
• [Presentation] Larger BOLD response to invisible than visible stimulus: fMRI evidence for V1 representation of prediction error (2007)
  • Author(s): Watanabe, M., Ueno, K., Asamizuya, T., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Organizer: The 37th Annual Meeting of the Society for Neuro science
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2007-11-03
• [Presentation] Mapping Cortical Columns Using High-Field Functional Magnetic Resonance Imaging (2007)
  • Author(s): Kang Cheng
  • Organizer: Brookhaven Natioanl Laboratory-RIKEN Life Science Workshop
  • Place of Presentation: Brookhaven, New York, USA
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] Neural correlates of human cognitive bias resulting in illogical inference (2007)
  • Author(s): Ogawa, A., Yamazaki, Y., Ueno, K., Cheng, K., Iriki, A.
  • Organizer: The 30th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2007-09-11
• [Presentation] 高空間解像度fMRIによる大流出静脈中の方位選択性信号検出 (2007)
  • Author(s): 程 康
  • Organizer: 生理学研究所研究会「視知覚研究の融合を目指して-生理、心理物理、計算論」
  • Place of Presentation: 岡崎(生理学研究所)
  • Year and Date: 2007-06-15
• [Presentation] Choosing one's favorite brands-an fMRI study on preference-based decision making (2007)
  • Author(s): Isoo, A., Ueno, K., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Organizer: The 13th annual meeting of the Organization of Human Brain Mapping
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2007-06-13
• [Presentation] Processing of infant-directed speech in adults (2007)
  • Author(s): Matsuda, Y. -T., Ueno, K., Waggoner, R. A., Erickson, D., Shimura, Y., Tanaka, K., Cheng, K., Mazuka, R.
  • Organizer: The 13th annual meeting of the Organization of Human Brain Mapping
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2007-06-12
• [Presentation] Neural mechanisms for preference-based decision making (2007)
  • Author(s): Isoo, A., Ueno, K., Tanaka, K., Cheng, K.
  • Organizer: The 30th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: Yakohama, Japan
  • Year and Date: 2007-06-12
• [Presentation] Columnar structures in human V1 revealed by fMRI (2007)
  • Author(s): Kang Cheng
  • Organizer: The 13th annual meeting of the Organization of Human Brain Mapping
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2007-06-11
• [Presentation] Processing of infant-directed speech in parents-an fMRI study (2007)
  • Author(s): Matsuda, Y. -T., Ueno, K., Waggoner, R. A., Erickson, D., Shimura, Y., Tanaka, K., Cheng, K., Mazuka, R.
  • Organizer: The 30th Annual Meeting of the Japan Neuroscie nce Society
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan
  • Year and Date: 2007-06-10
• [Presentation] Alteration of baseline activity by adaptive properties (2007)
  • Author(s): Kang Cheng
  • Organizer: Brain' 07 and BrainPET' 07
  • Place of Presentation: Osaka, Japan
  • Year and Date: 2007-05-24
• [Presentation] Processing of infant-directed speech in adults-an fMRI study (2007)
  • Author(s): Matsuda, Y. -T., Ueno, K., Waggoner, R. A., Erickson, D., Shimura, Y., Tanaka, K., Cheng, K., Mazuka, R.
  • Organizer: The IBRO World Congress of Neuroscience
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
• [Remarks]
  • URL: http://www.brain.riken.go.jp/labs/cbms/tanaka.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.brain.riken.go.jp/en/rrc_fmri.html