| Project/Area Number |
20H00521
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 51:Brain sciences and related fields
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
Takeda Masaki 高知工科大学, 情報学群, 教授 (00418659)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中原 潔 高知工科大学, 情報学群, 教授 (50372363)
長谷川 功 新潟大学, 医歯学系, 教授 (60282620)
地村 弘二 群馬大学, 情報学部, 教授 (80431766)
渡邊 言也 静岡理工科大学, 情報学部, 准教授 (90637133)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥45,370,000 (Direct Cost: ¥34,900,000、Indirect Cost: ¥10,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2020: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
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| Keywords | 記憶 / 睡眠 / fMRI / EEG / tCS |
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| Outline of Research at the Start |
記憶想起中に出現する周波数依存的な協調的脳活動が睡眠中にもリプレイされることで記憶固定が促進されるか検証する。本検証を行うために、高い時空間スケールの脳活動計測と脳活動の位相に合わせたclosed-loop電流刺激法を組み合わせる。記憶想起に関連する脳活動パターンの特徴を深層学習デコーディングネットワークにより同定する。睡眠中の脳活動から記憶想起脳活動パターンを検出し、交流電流刺激法による位相を合致させた外部刺激を行うことで、睡眠後の記憶想起パフォーマンスが増大するか検証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We examined brain mechanisms for memory consolidation during sleep by combining highly spatiotemporal resolved functional imaging with closed-loop current stimulation. First, we published a paper regarding deep neural decoding with concurrent fMRI and EEG data for visual category (Watanabe et al, 2023, Neuroimage). Second, we submitted a paper for stress resilience mechanisms based on concurrent fMRI and EEG data. Third, we developed a closed-loop system in which current stimulation is feed-backed to a brain in a real-time manner. Now, we are conducting non-human primate study and rat study regarding this project.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により、fMRIとEEGの同時計測系により、それぞれ単一の脳機能計測法を用いた場合よりも、より高精度に脳活動のデコーディングを行うことを示すことができた。また、Closed loop刺激法を開発したことで、神経調節法の効果が脳波の位相依存的であることを実験的に確かめることができた。これらの知見は、睡眠時の脳活動を適切に操作することで、起床後の記憶固定を操作可能であることを示している。
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