The analysis of brain rhythms related to human memory and attention

• Project/Area Number: 19H04430
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90030:Cognitive science-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Noguchi Yasuki 神戸大学, 人文学研究科, 准教授 (90546582)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 認知科学

Outline of Research at the Start

高齢化が急速に進む日本において、記憶の減退は深刻な社会問題を引き起こしている。特にワーキングメモリ（WM）は注意と密接に連携し、会話・読書・計算など日常の様々な心的活動を支える重要な機能である。だが WM の神経的な基盤については未だに不明な点が多く、激しい議論が行われている。本研究はヒトを対象としたマクロ的な神経活動の記録法に、独自開発した inter-peak interval 解析を組み合わせ、WM を支える脳の認知的メカニズムを探る。さらには非侵襲的な脳刺激法を用いて、記憶力の人為的な操作を試みる。

Outline of Final Research Achievements

I investigated neural underpinnings of memory and attention, especially working memory (WM). Results showed a critical role of neural oscillatory signals in alpha-to-beta band (8 to 30 Hz) in a maintenance of visual WM. Specifically, I found an increase in a speed of oscillatory signal along with the load and fidelity of WM contents. I also found a close relationship between the alpha-to-beta rhythm and verbal WM.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来はサルなどを対象に神経律動信号の振幅とワーキングメモリの関係を示した研究が多かった。対して、本研究はヒトを対象として律動信号の速さとワーキングメモリの関係を示した。またワーキングメモリは、会話・読書・計算など日常の様々な場面で用いられる重要な能力である。本研究はその神経基盤を明らかにすることで、将来的に考えられる様々な社会応用（記憶力の向上トレーニングやアンチエイジング療法など）への足掛かりを築いた。

Research Products

• [Journal Article] Audio-Visual Fission Illusion and Individual Alpha Frequency: Perspective on Buergers and Noppeney (2022) (2023)
  • Author(s): Noguchi Yasuki
  • Journal Title: Journal of Cognitive Neuroscience Volume: - Issue: 4 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1162/jocn_a_01987
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neural correlates of a load-dependent decline in visual working memory (2022)
  • Author(s): Li Yaju、Noguchi Yasuki
  • Journal Title: Cerebral Cortex Communications Volume: 3 Issue: 2 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1093/texcom/tgac015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Individual differences in beta frequency correlate with the audio-visual fusion illusion (2022)
  • Author(s): Noguchi Yasuki
  • Journal Title: Psychophysiology Volume: March 10 Issue: 8
  • DOI: 10.1111/psyp.14041
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Temporal codes of visual working memory in the human cerebral cortex (2020)
  • Author(s): Noguchi Yasuki、Kakigi Ryusuke
  • Journal Title: NeuroImage Volume: 222 Pages: 117294-117294
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2020.117294
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Changes in latency of brain rhythms in response to affective information of visual stimuli (2020)
  • Author(s): Noguchi Yasuki、Kubo Sayumi
  • Journal Title: Biological Psychology Volume: 149 Pages: 107787-107787
  • DOI: 10.1016/j.biopsycho.2019.107787
  • NAID: 120006777090
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 単語間の意味関連性が引き起こす脳内の協和信号 (2021)
  • Author(s): 野口 泰基
  • Organizer: 日本基礎心理学会第40回大会
• [Presentation] 視覚性短期記憶の保持に関わる神経リズム変化 (2019)
  • Author(s): 野口 泰基
  • Organizer: 日本基礎心理学会 第 38 回大会