超高磁場fMRIを用いた視覚野における多感覚表現の解析

Research Project

Project/Area Number	23K11795
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 90030:Cognitive science-related
Research Institution	National Institute for Physiological Sciences
Principal Investigator	郷田直一生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 助教 (30373195)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	fMRI / 機能地図 / 機能的結合 / 種間比較 / 多感覚 / cortex / multisensory / multimodal / material perception
Outline of Research at the Start	本研究では脳視覚野において物体・環境の非視覚的属性がどのように表現されているかを7テスラ超高磁場fMRI実験により明らかにする。第一に、物体・環境の特定の物理的性質を表現する非視覚刺激や、特定の非視覚感覚(触覚等)を引き起こす視覚刺激が与えられた時の脳視覚野の活動をfMRIで計測し、非視覚属性の認識に関わる脳機能地図及びネットワークを明らかにする。さらに、それら課題中のネットワークにおける情報の流れをレイヤーレベルの高分解能fMRIにより明らかにする。また、ヒト・サル安静時fMRIデータを統合的に解析し、非視覚属性認識に関するヒト・サル種間で相同なネットワークを明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	脳が、視覚入力から非視覚的、多感覚的な物体・環境属性（例えば硬さなどの物理的性質や状態）をどのように理解し、その情報を表現しているのかは、これまで明らかにされていない重要な問題である。本研究では、先行研究に基づいて、脳の腹側高次視覚野の働きに着目し、多感覚的な物体・環境属性の認知に関する機能地図、および他の脳領域とのネットワークを超高磁場7テスラfMRI実験により明らかにすることを目的とする。また、ヒトとサルの安静時fMRIデータの解析を通して、多感覚的な物体・環境属性の認知に関わる種間で相同な脳ネットワークを明らかにし、これまで進めてきたヒト・サルの種間比較を一段と進展させるものである。本年度においては7テスラMRIにより新規に取得した安静時fMRIデータ（本年度６例）、および、ヒト安静時fMRIデータベース(HCP データセット、812例)のデータを用いて、関心脳領域のトポグラフィックな機能地図（レチノトピー、ソマトトピー等）を明らかにするための技術開発等を進めた。順調に進展し、これまで、ヒト・サルの一次体性感覚野、一次運動野、線条体のソマトトピーを明らかにし、その相同性をみることが可能になりつつある。本技術をさらに進め、腹側高次視覚野のレチノトピー解析へと展開する予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本年度にヒトfMRI実験の開始を計画していたが、認定操作者ライセンス取得の遅れもあり、サル安静時fMRI実験、解析を優先させることとした。当実験・解析に関しては順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	本年度において開発を進めた解析技術を用いて、腹側高次視覚野のレチノトピー解析等へと展開する予定である。また、ヒトfMRI実験を開始し、腹側高次視覚野の多感覚的性質の解析、機能地図、他脳領野との機能的連絡についても検討を進める予定である。