知覚意識を支えるニューロストリーミング機構の解明

• Project/Area Number: 20K20148
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90030:Cognitive science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 新國 彰彦 京都大学, 人間・環境学研究科, 特定研究員 (20761539)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 知覚意識 / 注意資源 / 短期記憶固定化 / ボトルネック / 神経科学 / 認知科学 / 短期記憶

Outline of Research at the Start

普段、インターネットを介した動画を楽しむためには、情報の「一時保存」と「逐次再生」を同時に実現するストリーミング機構が不可欠である。私たちの日常のひとコマひとコマを振り返ると、めまぐるしく変化する環境の中で、時間的にシームレスな知覚を絶えず経験しているように感じ、知覚意識の生成装置としての脳にも、ストリーミングと類似の機構があると考えられる。では、脳は、いかに外界情報を一時保存し、その情報を逐次読みだしているのだろうか。本研究では、新たな実験パラダイムを導入し、知覚意識の時間変遷を支える神経機構を、精密に可視化する。

Outline of Annual Research Achievements

私たちは、普段、時間的にシームレスな知覚を絶えず経験しているように感じているが、たった二つの視覚イベントでさえ、継時的に現れた場合、後続するターゲットの知覚が消え去ってしまう数百ミリ秒間の不応期が生まれる。そのようなattentional blink現象の頑健性は、ヒトにおいて多数示されてきたが、種を超えた連続性や生物学的意義については依然明らかではない。今年度は、これまでに確立したモデル動物と健常のヒトの参加者から集積した行動データに、DTWというノンパラメトリックな解析手法を新たに適用し、霊長類間における進化生物学的変遷を定量化した。その結果、正常個体において、サルの知覚の不応期は、ヒトの時間スケールに対し、定数倍で遷延していることがわかった。これらの結果は、知覚意識の生成を律速する、霊長類に共通した生物学的基盤の存在を示唆する。過去の知見から、前頭ー頭頂葉損傷に起因した半側空間無視患者群や、正常発達過程の幼少期において、今回観察した種間差と類似する現象が現れることが報告されている。今後、本パラダイムから得られる神経科学的知見は、これまで概念的に想定されてきた注意資源や短期記憶固定化および生物が有するニューラルボトルネックの関係を具現化し、進化・発達軸に普遍の知覚意識の移ろいとその病態メカニズムの解明に大いに貢献するであろう。最期に、本プロジェクトを遂行するにあたり支えていただいたすべての方々に深謝する。