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認知特性に関する神経基盤の解明:マルチモーダルMRIによる検討

Research Project

Project/Area Number 21K12617
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90030:Cognitive science-related
Research InstitutionShokei Gakuin College (2023)
Waseda University (2021-2022)

Principal Investigator

宮崎 淳  尚絅学院大学, 総合人間科学系, 准教授 (40880323)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords拡散MRI / NODDI / 認知機能 / 個人差 / 大規模データ / マルチモーダルMRI / 脳機能イメージング / 機能的MRI
Outline of Research at the Start

我々の日常生活は、多様な認知機能によって支えられている。それぞれの認知機能には個人差があり、意思決定を行うための処理過程が異なる。この個人の認知特性と脳がどのような関係性にあるかは明らかではない。本研究の目的は、Human Connectome Project(HCP)のオープンアクセスデータを用いてマルチモーダル脳画像と認知行動データから、認知特性と脳の関係性を明らかにすることである。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、脳と行動に関する大規模なデータを用いて、人間の認知機能の特性を解明することを目指している。2021年度には、Human Connectome Project (HCP)から取得したデータセットの選定と、脳画像の前処理作業を行った。これには歪み補正や位置合わせなどが含まれ、データの分析に必要な基盤を構築した。
続く2022年度には、複数の認知課題を分析し、それらを三つのグループに分類した。この結果、機能的MRIを用いて、それぞれのグループが背外側前頭前野、背内側前頭前野、前部島皮質、頭頂皮質などの脳領域で異なる活動パターンを示すことが明らかとなった。これらの領域の活動は、個人の認知特性に応じて認知処理が制御される可能性を示唆している。
2023年度に予定されていた、個人の認知特性に関与する脳領域間の結合パターンの詳細な解析は、研究室の異動と環境の整備に時間がかかり、完了していない状況にある。そこで別の進捗として、拡散強調MRIのデータを用いてNeurite Orientation Dispersion and Density Imaging (NODDI)法から大脳皮質の神経突起密度(Neurite density: NDI)と神経突起散乱(Orientation Dispersion Index: ODI)の指標を算出した。その結果、NDIとODIの両指標において、背内側前頭前野で三つのグループ間に統計的に有意な差異を示すパターンが観察された。これにより、脳の微細構造の違いが個人の認知特性と密接に関連していることが示唆された。
今後は、これらの結果を基に、さらなる脳の構造と機能の相互作用について解析を進め、認知特性のより詳細な理解を目指す。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究室の異動と環境の整備に時間がかかり、分析の開始が遅れたため遅れが生じた。

Strategy for Future Research Activity

今後の展開として、引き続き安静時脳活動データから機能的結合性の解析を行い、認知特性と脳領域間の関連を明らかにしていく。また、脳の構造と機能の相互作用について解析を進め、認知特性のより詳細な理解を目指す。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Association between relational mobility, brain structure, and prosociality in adolescents2022

    • Author(s)
      Yamada Junko、Shou Qiulu、Miyazaki Atsushi、Matsuda Tetsuya、Takagishi Haruto
    • Journal Title

      International Journal of Developmental Neuroscience

      Volume: 82 Issue: 7 Pages: 615-625

    • DOI

      10.1002/jdn.10214

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Association of Cardiovascular Risk Markers and Fitness with Task-Related Neural Activity during Animacy Perception2022

    • Author(s)
      ISHIHARA TORU、MIYAZAKI ATSUSHI、TANAKA HIROKI、MATSUDA TETSUYA
    • Journal Title

      Medicine and Science in Sports and Exercise

      Volume: 54 Issue: 10 Pages: 1738-1750

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000002963

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multi-Contrast Magnetic Resonance Imaging of Visual White Matter Pathways in Patients With Glaucoma2022

    • Author(s)
      Ogawa Shumpei、Takemura Hiromasa、Horiguchi Hiroshi、Miyazaki Atsushi、Matsumoto Kenji、Masuda Yoichiro、Yoshikawa Keiji、Nakano Tadashi
    • Journal Title

      Investigative Opthalmology & Visual Science

      Volume: 63 Issue: 2 Pages: 29-29

    • DOI

      10.1167/iovs.63.2.29

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Brain/MINDS beyond human brain MRI project: A protocol for multi-level harmonization across brain disorders throughout the lifespan2021

    • Author(s)
      Koike Shinsuke, Tanaka Saori C., Okada Tomohisa, Aso Toshihiko et al.
    • Journal Title

      NeuroImage: Clinical

      Volume: 30 Pages: 102600-102600

    • DOI

      10.1016/j.nicl.2021.102600

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Childhood exercise predicts response inhibition in later life via changes in brain connectivity and structure2021

    • Author(s)
      Ishihara Toru、Miyazaki Atsushi、Tanaka Hiroki、Fujii Takayuki、Takahashi Muneyoshi、Nishina Kuniyuki、Kanari Kei、Takagishi Haruto、Matsuda Tetsuya
    • Journal Title

      NeuroImage

      Volume: 237 Pages: 118196-118196

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2021.118196

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 若年成人の睡眠習慣とマルチモーダル脳画像データの関係2023

    • Author(s)
      韓 天放,宮崎 淳,丁 同芳,松田 哲也,石原 暢
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 若年成人の体力および心血管リスクマーカーと認知機能の関係におけるマルチモーダル脳画像マーカー2023

    • Author(s)
      丁 同芳,宮崎 淳,韓 天放,松田 哲也,石原 暢
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 健康な若年成人における身体機能と作業記憶の関係に対する拡散MRIトラクトグラフィーの寄与2022

    • Author(s)
      宮崎淳, 松田哲也, 石原暢
    • Organizer
      NEURO2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 若年成人の身体-認知的健康の相互作用に関わるマルチモーダル脳画像マーカー2022

    • Author(s)
      石原暢, 宮崎淳, 松田哲也
    • Organizer
      NEURO2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 若年成人における認知特性のクラスタリング2022

    • Author(s)
      宮崎淳
    • Organizer
      日本認知心理学会第19回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Association of cardiovascular risk markers and physical fitness with task-related neural activity during social cognition.2021

    • Author(s)
      石原暢, 宮崎淳, 田中大貴, 松田哲也
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Individual differences of reputation-based cooperation and their neuroscientific substrates.2021

    • Author(s)
      田中大貴, 宮崎淳, 高岸治人, 松田哲也
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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

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