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Neural mechanisms of a knowledge reorganization in the human brain

Research Project

Project/Area Number 21K07264
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Kurashige Hiroki  東海大学, 情報通信学部, 講師 (80513689)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords脳 / fMRI / 記憶 / 学習 / 知識獲得 / スキーマ / ヒト / EEG
Outline of Research at the Start

人の持つ組織化された知識枠組みをスキーマと呼ぶ.スキーマの顕著な特質は学習・思考を通じ適応的に変化することにある.これにより人の持つ知識は柔軟に成長できるのである.スキーマの適応には,既存スキーマを大きく変えずに新しい情報を受け容れるスキーマ同化と,既存スキーマの構造自体を再編成して行うスキーマ調節がある.スキーマ同化の神経機構は比較的分かっているが,スキーマ調節についてはほとんど分かっていない.そこで本研究は,脳活動計測を通じてスキーマ調節の検討を可能にする実験パラダイムを開発し,それによりその脳基盤を解明する.

Outline of Final Research Achievements

When people acquire new information, they usually do so relative to the preexisting framework of knowledge, called a schema. Schema accommodation is a phenomenon in which people acquire information that they cannot accept as it is because it is incongruent with their existing schema, by reorganizing the schema itself. In this study, we investigated the neural mechanism of schema accommodation using an experimental paradigm called the reversal description task, which was developed by the authors. The results showed that a brain region called the executive network plays a role in schema accommodation. This region is thought to be particularly involved in deliberative processes. Therefore, it is suggested that deliberation plays an important role in schema accommodation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スキーマ依存の知識獲得には,上述のスキーマ調節に加え,スキーマに整合な情報をスキーマ自体には大きな変更を起こさずに獲得するスキーマ同化がある.スキーマ同化は起こりやすい現象であるがゆえに実験もしやすく,関与する脳部位は相当に確立されている.一方のスキーマ調節は,重要であるが頻繁に起こる現象ではないため,実験が難しく,その神経メカニズムはほとんど未解明だった.本研究の成果は,そのスキーマ調節の神経メカニズムの一端を初めて明らかにしたものであり,記憶・学習の神経科学において大きな意味を持つ.加えて,本研究が明らかにしたものは人の柔軟な知の基盤であり,それを促進する技術の開発にもつながりうる.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 脳波計測を用いた長期・短期的内発的報酬つき強化学習の脳基盤の検討2024

    • Author(s)
      倉重 宏樹, 山田 遼介
    • Journal Title

      先進生命科学研究所紀要

      Volume: 8 Pages: 73-80

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Correspondence between the Video-Learning Deep Neural Networks and EEG Brain Activity during Naturalistic Video Viewing2022

    • Author(s)
      Hiroki Kurashige, Jun Kaneko
    • Journal Title

      Proc International Conference on Intelligent Informatics and Biomedical Science

      Volume: 2022 Pages: 200-207

    • DOI

      10.1109/iciibms55689.2022.9971704

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wrist and finger motor representations embedded in the cerebral and cerebellar resting-state activation2021

    • Author(s)
      Kusano Toshiki、Kurashige Hiroki、Nambu Isao、Moriguchi Yoshiya、Hanakawa Takashi、Wada Yasuhiro、Osu Rieko
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: 226 Issue: 7 Pages: 2307-2319

    • DOI

      10.1007/s00429-021-02330-8

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Brain-mimetic Kernel: A Kernel Constructed from Human fMRI Signals Enabling a Brain-mimetic Visual Recognition Algorithm2021

    • Author(s)
      Hiroki Kurashige, Hiroyuki Hoshino, Takashi Owaki, Kenichi Ueno, Topi Tanskanen, Kang Cheng, Hideyuki Cateau
    • Journal Title

      Proc ICONIP, Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13110 Pages: 271-283

    • DOI

      10.1007/978-3-030-92238-2_23

    • ISBN
      9783030922375, 9783030922382
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Toward a deep neural network simulator of brain activity on fast time scales: Correspondence between EEG and Transformer-based model responses to naturalistic audio stimuli2023

    • Author(s)
      Hiroki Kurashige, Jun Kaneko
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 深層AI生成動画刺激を用いた脳活動への非侵襲介入法の検討2023

    • Author(s)
      倉重 宏樹, 永田 栄一郎
    • Organizer
      第10回日本BMI研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 短期・長期的内発的報酬に関わる強化学習パラメータの行動データからの推定法2023

    • Author(s)
      倉重 宏樹, 山田 遼介
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 記憶の自己構築性から脳と社会とAIの「知」を考える2023

    • Author(s)
      倉重 宏樹
    • Organizer
      第39回全脳アーキテクチャ勉強会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 自己調整性を補償する問題推薦型知的学習支援システムの開発に向けた検討2023

    • Author(s)
      田井文也, 倉重宏樹
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 逐次および同時マルチタスク学習のグラフ縮約による解析2023

    • Author(s)
      杉山大知, 倉重宏樹
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Correspondence between the Video-Learning Deep Neural Networks and EEG Brain Activity during Naturalistic Video Viewing2022

    • Author(s)
      Hiroki Kurashige, Jun Kaneko
    • Organizer
      7th International Conference on Intelligent Informatics and Biomedical Science
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自然動画提示に対する誘発脳波活動と深層ニューラルネットワーク応答の対応付け2022

    • Author(s)
      倉重 宏樹, 金子 順
    • Organizer
      NEURO2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] DALLEアーキテクチャに基づくマルチモーダル教示に対する汎用応答システムの開発2022

    • Author(s)
      坂口翔太郎, 撫中達司, 倉重宏樹
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 質的データ分析を用いた対象に対する好奇心の検討2022

    • Author(s)
      山﨑百華, 倉重宏樹
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 逆転論述課題を用いたスキーマ調節における知識の再編成メカニズムの検討2021

    • Author(s)
      倉重 宏樹, 金子 順
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 論文データベースをもとにした、生物医学的Entityの関係性に対して自然言語処理によるアプローチによる解析2021

    • Author(s)
      金子 順, 倉重 宏樹
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Fluctuating dynamics in the resting brain2021

    • Author(s)
      Hiroki Kurashige
    • Organizer
      The 13th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Brain-mimetic Kernel: A Kernel Constructed from Human fMRI Signals Enabling a Brain-mimetic Visual Recognition Algorithm2021

    • Author(s)
      Hiroki Kurashige, Hiroyuki Hoshino, Takashi Owaki, Kenichi Ueno, Topi Tanskanen, Kang Cheng, Hideyuki Cateau
    • Organizer
      The 28th International Conference on Neural Information Processing (ICONIP2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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