脳機能計測法による質感の視覚記憶メカニズムの解明

• Project/Area Number: 18J22547
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Experimental psychology
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤道 宗人 京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 粗さ / 視覚性ワーキングメモリ / fMRI / 多感覚処理 / 視覚記憶 / 質感

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、fMRIを用いてヒトの質感の視覚記憶メカニズムを解明することである。本年度はコロナ禍でfMRI実験を進めることはできなかったため、以下の解析と論文発表を行った。
視覚的干渉が粗さの視覚記憶に関わる神経基盤に及ぼす影響を検証した。実験は物体の粗さを記憶する課題であり、保持期間中に視覚的干渉を継時呈示した。行動データを確認したところ、視覚的干渉の有無によらず参加者は正確に粗さを記憶できていることが確認された。次に腹側高次視覚野と頭頂間溝の脳活動に対してマルチボクセルパターン解析（MVPA）を適用した結果、視覚的干渉が呈示された条件でのみ、腹側高次視覚野の寄与が確認された。ところが、視覚的干渉が呈示された条件における頭頂間溝、視覚的干渉なし条件における腹側高次視覚野および頭頂間溝の関与は見られなかった。このように行動データとMVPAデータの間に乖離が見られたが、この結果は本課題の複雑さに起因するものと考えられた。そこで全脳に対してMVPAを行い、データ駆動的に課題に関与する脳領域を探索するサーチライトMVPAを適用した。その結果、視覚的干渉なし条件では多感覚処理に関わる領域、視覚的干渉あり条件では腹側高次視覚野周辺にクラスタが形成された。この結果から、視覚的干渉がランダムに呈示されるような状況下では、視覚情報から喚起される触覚的な処理に重みづけることで質感の視覚情報を記憶している可能性が示唆された。
これまで行ってきた研究を論文として刊行した。照明変化に対して頑健な粗さの視覚記憶の神経基盤に関する論文をExperimental Brain Research、光沢感や粗さの視覚記憶に寄与する腹側高次視覚野と頭頂間溝の機能差に関する論文をNeuroReport、そして上述した視覚的干渉の影響に関する論文をNeuroscience Lettersでそれぞれ刊行した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The effect of visual distractors on visual working memory for surface roughness in the human brain (2021)
  • Author(s): Fujimichi Munendo、Yamamoto Hiroki、Saiki Jun
  • Journal Title: Neuroscience Letters Volume: 750 Pages: 135805-135805
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2021.135805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Material constancy in perception and working memory (2020)
  • Author(s): Tsuda Hiroyuki, Fujimichi Munendo, Yokoyama Mikuho, Saiki Jun
  • Journal Title: Journal of Vision Volume: 20 Issue: 10 Pages: 1-16
  • DOI: 10.1167/jov.20.10.10
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Functional difference between the ventral visual cortex and the intraparietal sulcus in visual working memory of material properties (2020)
  • Author(s): Fujimichi Munendo、Yamamoto Hiroki、Saiki Jun
  • Journal Title: NeuroReport Volume: 31 Issue: 14 Pages: 1042-1047
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000001515
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The limited contribution of early visual cortex in visual working memory for surface roughness (2020)
  • Author(s): Fujimichi Munendo、Yamamoto Hiroki、Saiki Jun
  • Journal Title: Experimental Brain Research Volume: 238 Issue: 10 Pages: 2189-2197
  • DOI: 10.1007/s00221-020-05881-0
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Neural substrate of visual working memory for objects' roughness. (2019)
  • Author(s): Fujimichi, M., Tsuda, H., Yamamoto, H., & Saiki, J.
  • Organizer: Past, Present and Future of Shitsukan Science and Technologies
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 視覚環境の変化に頑健な視覚記憶表象を表現する神経基盤 (2019)
  • Author(s): 藤道宗人・山本洋紀・齋木潤
  • Organizer: 日本基礎心理学会第38回大会
• [Presentation] 物体表面の粗さの視覚性ワーキングメモリに関わる脳内機構 (2019)
  • Author(s): 藤道宗人・津田裕之・山本洋紀・齋木潤
  • Organizer: 日本心理学会第83回大会
• [Presentation] Visual distractor modulates neural representation of objects’ roughness held in visual working memory. (2019)
  • Author(s): Fujimichi, M., Tsuda, H., Yamamoto, H., & Saiki, J.
  • Organizer: The 15th Annual Meeting of Asia-Pacific Conference on Vision
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Decoding objects' roughness held in visual working memory. (2019)
  • Author(s): Fujimichi, M., Tsuda, H., Yamamoto, H., & Saiki, J.
  • Organizer: The Annual Meeting of Vision Sciences Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脳活動パターン解析による質感の視覚記憶メカニズムの検討 (2018)
  • Author(s): 藤道宗人・津田裕之・山本洋紀・齋木潤
  • Organizer: 第16回日本ワーキングメモリ学会大会
• [Presentation] Visual working memory processes for objects' material properties in the human prefrontal cortex (2018)
  • Author(s): Fujimichi, M., Tsuda, H., Yamamoto, H., & Saiki
  • Organizer: The 48th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 質感の視覚記憶における前頭前皮質の役割 (2018)
  • Author(s): 藤道宗人・津田裕之・山本洋紀・齋木潤
  • Organizer: 日本心理学会第82回大会
• [Funded Workshop] The 15th Annual Meeting of Asia-Pacific Conference on Vision (2019)
• [Funded Workshop] The Annual Meeting of Vision Sciences Society (2019)