Neural network and facial expression analysis during social interaction: using two magnetoencephalography
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20K07719
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
長谷川 千秋 金沢大学, 子どものこころの発達研究センター, 博士研究員 (40644034)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 脳磁図 / 自閉スペクトラム症 / 母子インタラクション / 表情解析 / 脳内ネットワーク / 脳磁図（MEG） / 社会性 / 親子 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、小児・成人用脳磁図(MEG)同時計測システムを用いて、親子の自然な交流場面の脳活動を測定し、非線形理論やネットワーク理論に基づく解析アルゴリズムにより2者インタラクション場面の脳内神経ネットワークの理解を目指す。スモールワールド性、脳の機能統合、中心性などを評価する指標を用いて、脳内ネットワークの可視化、および表情解析を中心とした行動解析の両側面から対人インタラクション場面の脳計測を試みる。この研究は、特に特異的な対人インタラクション行動を中核症状とするASD者のコミュニケーション特性の理解と支援システムの構築に貢献すると考えられ、臨床応用の可能性も大きい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、自閉スペクトラム症(ASD)児に特異的な対人交流特性を脳生理学的指標から捉えることである。世界唯一の、小児・成人用脳磁図(MEG)同時計測システムを用いて、親子の自然な交流場面の脳活動を測定し、非線形理論やネットワーク理論に基づく最先端の解析アルゴリズムにより2者インタラクション場面の脳内神経ネットワークの理解を目指す。非侵襲的で静音性に優れたMEGを用いた計測により、自制が長時間保てない乳幼児や感覚過敏のあるASD児でも自然な状態で検査が可能となる。予備実験のサンプルデータから実験プロトコルの実行可能性を確認し、複雑性を指標としてASD児と定型発達(TD)児の比較検討を始めている。この研究は、ASDにおける実践的な生物学的指標の確立、乳幼児期における早期診断、さらにはコミュニケーション支援システムの構築に大きく貢献すると考えられ、臨床応用の可能性も大きい。
これまでに取得したデータを用いて、ASD幼児と定型発達幼児の比較研究を行っている。ASD幼児20名と定型発達幼児25名の、親子見つめ合い場面の脳活動を比較したところ、Right fusiform gyrusとRight superior temporal sulcusの領域における視覚性のガンマ活動（61-90Hz）がASD群で有意に低下していることがわかった。本年度の成果としては、この解析結果がPsychiatry and Clinical Neurosciences Reports誌に受理された。加えて母子データの相互性を評価する解析を進めている。見つめ合い課題の母子データが揃っているデータセット（ASD群16組、定型発達群18組）を用いて、母子の脳間インタラクションを評価し、現在論文作成中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MEG実験の追加実施に関しては、2019年の国際的なヘリウム不足の影響を受けて、MEG実験が規模縮小され、さらに2019年度末（2020年3月）以降、新型コロナウイルス感染症拡大の影響で、対面を伴う実験への参加者募集を含めた実験の遂行が困難であった。そのため追加データの取得は行わないこととした。最終年度もすでに収集したデータの解析と論文執筆を中心に研究を進める。
研究成果として、ASD児に特徴的な視覚性ガンマ活動に関する論文を投稿し、本年度受理された。並行して、母子データの相互性を評価する解析を進め、母子データが揃っているデータセット（ASD群16組、定型発達群18組）を用いて、母子の脳間インタラクションの評価を実施している。さらに表情解析ソフトウェアを使用して、実験中の顔の感情価の評定もすすめている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度も取得済みのMEGデータを用いて継続して解析を進める。すでに小児データに焦点をあてて自閉スペクトラム症群と定型発達群の視覚性ガンマ活動の比較を行ったが、今後は母データを合わせて解析する。母子の脳間ネットワークを評価する指標を、グラフ理論を用いて検討し論文化を目指す。また、行動指標として課題遂行時の表情解析を行い、脳内ネットワークの解析と合わせて群間の比較検討を行う。
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Report
(3 results)
Research Products
(1 results)
