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Probing sense of agency with high-definition brain stimulation

Research Project

Project/Area Number 21H00959
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 10040:Experimental psychology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

今水 寛  東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 教授 (30395123)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 弘光 健太郎  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 研究員 (00849193)
浅井 智久  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 主任研究員 (50712014)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywords運動主体感 / 側頭ー頭頂接合部 / 下前頭溝 / 交流刺激 / 機能的結合 / 高精度脳刺激 / 側頭-頭頂接合部 / 予測誤差 / 機能的磁気共鳴画像法 / 機能的磁気共鳴画像(fMRI)法 / 階層プロセス / 脳刺激-脳活動同時計測
Outline of Research at the Start

人間が身体を動かすとき「体を動かしているのは自分である」という運動主体感を得ことができる.運動主体感が形成される過程には,運動中に得られた感覚・運動情報を蓄積する低次プロセスと,最終的な主体感の認知的な判断を行う高次プロセスが存在することが指摘されている.また,脳活動計測では,運動主体感に関わる脳の領域が,頭頂部や前頭部などで報告されている.本研究は,頭頂下部(側頭-頭頂接合部)が低次プロセス,前頭部(下前頭溝付近)が,高次プロセスを担うという仮説を設定する.高精度で非侵襲な脳刺激法を用い,それぞれの脳部位に介入し,運動主体感のどちらのプロセスに影響を与えるかを調べて,仮説を検証する.

Outline of Annual Research Achievements

人間が身体を動かすとき「体を動かしているのは自分である」という感覚を得る.これは運動主体感と呼ばれる.運動主体感が形成される過程には,運動中に得られた感覚・運動情報を蓄積する低次プロセスと,最終的な主体感の認知的な判断を行う高次プロセスが存在することが,理論的な研究で指摘されている.また,脳活動計測では,運動主体感に関わる脳の領域が,頭頂部や前頭部などで報告されている.しかし,どの領域がどのプロセスを担っているのか,統一的な見解は得られていない.本研究では,自分たちの先行研究に基づき,頭頂下部(側頭-頭頂接合部)において,運動主体感に関連する感覚・運動情報の統合が行われ,前頭部(下前頭溝付近)で,運動主体感に関する最終的な判断がなされるという仮説を設定した.最新の高精度で非侵襲な脳刺激法を用い,それぞれの脳部位に介入し,運動主体感のどちらのプロセスに影響を与えるかを調べ,上記の仮説を検証する.これにより,運動主体感の形成過程の概要を明らかにする.本年度は,刺激が脳活動に与える影響を調べるため,被験者が安静にしているときに脳刺激を行い,同時に脳活動を機能的磁気共鳴画像法で計測した.脳刺激としては,昨年度までの成果に基づき,tACS(transcranial Alternating Current Stimulation)を用いた.前頭部のみ刺激,頭頂部のみ刺激,2つの領域を同時に刺激,など,さまざまな刺激条件を組み合わせることで,脳刺激が頭頂下部と前頭部の脳活動にどのような影響を与えるかを調査した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実施した刺激条件は以下の5条件であった:1)刺激なし,2)前頭部のみ刺激,3)頭頂部のみ刺激,4)前頭部と頭頂部に同期刺激,5)前頭部と頭頂部に反同期刺激.このうち,5)の反同期刺激において,前頭部と頭頂部の活動ピークのタイミングが大きくずれる現象が観察された.また,脳活動の振幅は,反同期刺激で最大になることが解った.このことから,前頭部と頭頂部が重要な役割を果たす主体感の生成プロセスに介入するためには,反同期刺激が有効であるとの結論に至った.

Strategy for Future Research Activity

本年度の結果に基づき,今後は反同期刺激を用いて,主体感の生成プロセスに介入,そのメカニズムを解明する方針を固めた.一方,前年度までの結果から,局所的な脳刺激であっても,広範な範囲で脳活動に影響が出ることが解っている.脳刺激が主体感に与える影響を行動実験で調べるだけでなく,脳刺激の効果が全脳にどのように広がるかを,今後は詳細に調べることも必要であるとの結論に至った.

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] I Hear My Voice; Therefore I Spoke: The Sense of Agency Over Speech Is Enhanced by Hearing One’s Own Voice2022

    • Author(s)
      Ohata Ryu、Asai Tomohisa、Imaizumi Shu、Imamizu Hiroshi
    • Journal Title

      Psychological Science

      Volume: 33 Issue: 8 Pages: 1226-1239

    • DOI

      10.1177/09567976211068880

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neuroimaging Examination of Driving Mode Switching Corresponding to Changes in the Driving Environment2022

    • Author(s)
      Ohata Ryu、Ogawa Kenji、Imamizu Hiroshi
    • Journal Title

      Frontiers in Human Neuroscience

      Volume: 16

    • DOI

      10.3389/fnhum.2022.788729

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The sense of agency in perception, behaviour and human?machine interactions2022

    • Author(s)
      Wen Wen、Imamizu Hiroshi
    • Journal Title

      Nature Reviews Psychology

      Volume: 1 Issue: 4 Pages: 211-222

    • DOI

      10.1038/s44159-022-00030-6

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Perception and control: individual difference in the sense of agency is associated with learnability in sensorimotor adaptation2021

    • Author(s)
      Wen Wen、Ishii Hikaru、Ohata Ryu、Yamashita Atsushi、Asama Hajime、Imamizu Hiroshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 20542-20542

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99969-4

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] tESによる運動主体感の因果的神経基盤探索2023

    • Author(s)
      弘光健太郎, 浅井智久, 武内千雅, 鎌田 将, 今水 寛
    • Organizer
      第5回 超適応全体会議
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] HD-tESによる右側頭頭頂接合部の活動への介入2023

    • Author(s)
      鎌田 将, 弘光健太郎, 武内千雅, 今水 寛
    • Organizer
      第5回 超適応全体会議
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳科学からみた主体感:その測定は可能か?2023

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      第17回日本統合失調症学会 シンポジウム6「主体性の再考」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 運動学習と運動主体感2022

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      日本神経理学療法学会 第20回学術大会 シンポジウム「運動学習と機能回復」
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Prospective and retrospective inferences of hearing one’s voice in the sense of agency over speech2022

    • Author(s)
      Ohata, R, Uehigashi, Y, Asai, T, Imaizumi, S, Imamizu, H
    • Organizer
      The Federation of European Neuroscience Societies (FENS) Forum 2022 2022年7月10日 The Federation of European Neuroscience Societies
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 運動主体感の神経機構2022

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      第13回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 学習や適応を支援する技術開発2021

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      第20回グレーター東大塾「脳とAI」
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 内部モデルと主体感・身体化2021

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      自己研究の此岸と彼岸~「身体×モデル×制御」から「抽象×メタ×エナジー」へ
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脳活動と心理実験から探る心の働き~運動主体感を例として~2021

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      リコーオンラインセミナー 第3回「ココロの理解」
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 運動と認知を支える予測のメカニズム2021

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      第26回認知神経科学会学術集会【教育講演】
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 認知機能と脳のネットワーク2021

    • Author(s)
      今水 寛
    • Organizer
      第11回 東京大学文学部公開講座
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] My voice therefore I spoke: Sense of agency over speech enhanced in hearing self-voice2021

    • Author(s)
      Ohata, R., Asai, T., Imaizumi, S., and Imamizu, H.
    • Organizer
      The 2021 APS (Association for Psychological Science) Virtual Conference
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 東京大学大学院人文社会系研究科 今水学習機構研究室

    • URL

      http://www.l.u-tokyo.ac.jp/~imamizu/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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