Multi-modal neuroimaging approach for understanding human spatial visual information processing and its individual differences
| Project/Area Number |
21H03789
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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 for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
竹村 浩昌 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (50631313)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | 定量的MRI / 機能的MRI / 外側膝状体 / 拡散強調MRI / 視覚情報処理 |
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| Outline of Research at the Start |
これまでの神経科学研究では、外側膝状体などの神経核における下位領域や大脳視覚野における特定の領野群において、空間視覚情報の処理に関わる神経活動が観測されることが分かってきた。しかし、ヒトにおいて空間視覚情報処理に関わる脳領域の機能と構造がどのような関わりを持つかについては未だに明らかになっていない。 本研究提案では、定量的MRI・機能的MRI・拡散強調MRI・心理物理実験という4つの手法を組み合わせることで、ヒト脳における空間視覚情報処理の神経機構を構造・機能の両面から包括的に評価する手法を確立させ、ヒトの空間視覚情報処理機能の神経基盤を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
３テスラMRI装置を用いてMacromolecular Tissue Volume法(Mezer et al., 2013)と呼ばれる定量的MRIの手法を用いて、ヒト生体脳において外側膝状体の微細構造を計測する研究を実施した。その結果、外側膝状体の大細胞領域と小細胞領域の位置を個人脳において弁別することが可能であることが分かった。この結果について、脳計測科学分野における最大の国際会議であるOrganization for Human Brain Mapping (OHBM)において学会発表(Oishi et al., 2021)を行ったところ、演題が高い評価を受けたためMerit Abstract Awardを受賞した。Human Connectome Project 7T Retinotopy Dataset (Benson et al., 2018)を利用することで、fMRIで得られる視覚野のデータと拡散強調MRIで得られる白質線維束データを比較する研究を実施した。その結果、視索と一次視覚野の間に相関関係が見られるという知見が得られたため、国際会議OHBMにおいて学会発表(Miyata et al., 2021)を行った。またOHBMにおいて、脳の構造に関する教育コースを主催し、学会に参加した学生やアーリーキャリアの研究者を対象にMRIによる脳イメージングや解剖学的な手法を組み合わせてヒトの脳を分析するアプローチについて解説する教育講演(Takemura, 2021)を行った。
さらに視覚系における白質線維束計測に有用な撮像シーケンスを評価する研究を行った結果、複数同時スライスreadout-segmented EPI法と呼ばれる撮像手法の有用性が明らかになったことから、国際会議International Society for Magnetic Resonance in Medicineにて学会発表(Takemura et al., 2021)を行った。
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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
当初計画していた外側膝状体の下位領域を定量的MRIに基づいて同定する研究やfMRIとdMRIデータの連関を調べる研究が順調に進捗しており、いずれも国際会議での発表を行うに至ったことから、本研究は順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
外側膝状体の下位領域を対象とした定量的MRI研究について、test-retest reliabilityの分析やinter-rater consistencyの分析などを追加で行い結果の信頼性や再現性をさらに客観的に担保した上で、原著論文として国際誌に発表することを目指す。
新型コロナウィルス感染症の影響により、ヒトを対象とした実験を新規で行う上で様々な障壁がある。このためHuman Connectome Projectのデータベースなど公開データセットの解析と実験によるデータの取得を相補的に行うことで、効率的な研究推進を図る。
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Report
(1 results)
Research Products
(19 results)
