Understanding of functional roles and formation rules in cross-modal inhibition from motor cortices to visual cortices
| Project/Area Number |
20H04492
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90030:Cognitive science-related
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology (2021-2023)
Osaka University (2020) |
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Principal Investigator |
守田 知代 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 主任研究員 (60543402)
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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 |
¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 機能的MRI / クロスモーダル抑制 / 運動 / 発達 / Negative BOLD信号 / 視覚野 / 運動領野 / 視覚領野 / 可塑性 |
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| Outline of Research at the Start |
脳神経系の抑制機能は、脳システムが適切に作動するために重要な役割を果たす。中でも、脳の機能領域間で起こる抑制は、ある領域が無関係な領域からの干渉を受けずに機能することを可能にすると想定されているが、その理解は大幅に遅れている。本研究では、成人を対象に運動中の脳活動を機能的MRIを用いて計測し、運動中に視覚領野でみられるクロスモーダル抑制（Negative BOLD現象）に着目し、この抑制の機能的役割、作用動態および発達に伴う形成過程など多角的な視点から包括的に理解することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
発達期の視覚経験がクロスモーダル抑制の形成にどのように関係するのか明らかにするために、先天盲および後天盲を含む視覚障碍者および晴眼者を対象におこなった機能的MRI実験データを解析した。被験者が１Hzのリズムに合わせて足首の回旋運動を行っている最中の視覚領野のMRI信号の変化を調査した。その結果、晴眼者では視覚領野の広範囲に抑制がみられた一方で、視覚障碍者では全般的にこれらの抑制が弱いことが明らかとなった。細胞構築学的マップを用いて、視覚領野ごと（20領域）の活動量を詳細に調べたところ、なかでも低次視覚野（V1，V2）および背側視覚経路上に位置する高次視覚野(hOc4d)において、視覚障碍者における抑制の減弱が顕著であることがわかった。これらの結果は、運動中におけるクロスモーダル抑制は背側視覚経路で視覚経験に依存して形成される可能性を示唆している。加えて、視覚を喪失してからの期間が比較的長い（20年以上）人では、低次視覚野の抑制が維持されているが、期間が短い人では抑制が減弱している傾向がみられた。一般に、先天盲あるいは早期視覚喪失者など視覚喪失期間が長い場合には、彼らの一次視覚野は視覚以外のモダリティー情報を処理するようになると言われている。今回得られた結果の背後には、視覚喪失にともなう視覚野の機能再構築が関わっている可能性が高い。今後は、新たに視覚野に獲得された機能とクロスモーダル抑制との対応関係などを調べることによってこの点を検証する必要がある。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Hyper-adaptation in the human brain: Functional and structural changes in the foot section of the primary motor cortex in a top wheelchair racing Paralympian.2022
Author(s)
Morita, T., Hirose, S., Kimura, N., Takemura, H., Asada, M. & Naito, E.
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Journal Title
Frontier in System Neuroscience
Volume: 16
Pages: 780652-780652
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Bimanual digit training improves right-hand dexterity in older adults by reactivating declined ipsilateral motor-cortical inhibition2021
Author(s)
Naito, E., Morita, T., Hirose, S., Kimura, N., Okamoto, H., Kamimukai, C., & Asada, M.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 11
Issue: 1
Pages: 22696-22696
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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