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Brain manipulation and working memory enhancement through sensory entrainment

Research Project

Project/Area Number 23K17171
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 90030:Cognitive science-related
Research InstitutionKanazawa Institute of Technology

Principal Investigator

川島 朋也  金沢工業大学, 情報フロンティア学部, 講師 (70825851)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsワーキングメモリ / 視覚的注意 / 神経律動 / 感覚引き込み / 脳波
Outline of Research at the Start

ワーキングメモリは情報を保持し操作するために重要な認知機能で、低周波数帯域の神経律動と関連することが知られている。経頭蓋電流刺激などの方法でこれらの神経律動を変調させワーキングメモリを増強させる試みがなされている。本研究では、聴覚刺激による神経律動の引き込みがワーキングメモリ成績に及ぼす影響を解明することを目指す。本研究を遂行することで、在宅環境において非侵襲的で安全な方法で神経律動を変調させ、認知機能を向上させる技術のための基礎的な資料を提供できる。

Outline of Annual Research Achievements

ワーキングメモリは情報を保持し操作するために重要な認知機能で、シータ波やアルファ波といった低周波数帯域の神経律動と関連することが知られている。本研究では、感覚刺激による神経律動の引き込みがワーキングメモリ成績に及ぼす影響を解明することを目指す。これまでの研究で、視覚刺激を規則的に呈示すると脳活動がその周波数に引き込まれ、後続のワーキングメモリ課題成績が増大することが報告されている。今年度は、この現象の頑健性を確かめるために概念的追試の準備を行った。具体的には、一定の周波数で画面に呈示される3次元物体をディスプレイに表示し、実験参加者に観察してもらう。その後、聴覚記憶課題を実施し、呈示周波数によってワーキングメモリ成績が変調するかを調べるものである。これまでの予備実験では先行研究と同様の傾向は観察されていないが、事前登録を行い行動実験を遂行して現象の頑健性を確かめる。
並行して、触覚刺激によって脳活動が引き込まれ視知覚の成績に影響するかを調べる実験系を構築している。これまで研究代表者は、聴覚刺激を一定のリズムで呈示すると注意の瞬きが増大することを示してきた(Kawashima et al., 2022 European Journal of Neuroscience)。その他の感覚モダリティにこの知見が拡張されるかを調べるために、触覚刺激呈示システムを構築中である。
これらの研究を遂行することで、神経律動とワーキングメモリの関連性を検証し、感覚刺激による脳活動変調の可能性を探究する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

育児休業の取得および研究代表者の所属機関の異動に伴い、実験を遂行する環境構築に時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

本年度は新規な実験を遂行する環境構築を行った。2024年度はこれらの実験を遂行する。具体的には、先行研究の追試と拡張を行い、ワーキングメモリが感覚引き込みによって影響を受ける過程を実験的に検討する。これらを通して、神経律動とワーキングメモリの関わりを解明する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023

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

  • [Journal Article] Time course of attentional guidance by visual and verbal working memory representations2024

    • Author(s)
      Kawashima Tomoya、Kabata Takashi
    • Journal Title

      Journal of Cognitive Psychology

      Volume: - Issue: 4 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1080/20445911.2024.2343153

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical and Technical Issues Concerning the Measurement of Alpha Frequency and the Application of Signal Detection Theory: Comment on Buergers and Noppeney (2022)2024

    • Author(s)
      Kawashima Tomoya、Nakayama Ryohei、Amano Kaoru
    • Journal Title

      Journal of Cognitive Neuroscience

      Volume: 36 Issue: 4 Pages: 691-699

    • DOI

      10.1162/jocn_a_02010

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The relationship between alpha power and heart rate variability commonly seen in various mental states2024

    • Author(s)
      Kawashima Tomoya、Shiratori Honoka、Amano Kaoru
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 19 Issue: 3 Pages: e0298961-e0298961

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0298961

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The influence of peripheral information on a proactive process during multitasking2023

    • Author(s)
      Kimura Tsukasa、Kawashima Tomoya
    • Journal Title

      Quarterly Journal of Experimental Psychology

      Volume: Online first Issue: 6 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1177/17470218231195198

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] LEDフィードバックによるリアルタイム・アルファ波変調手法の検討2024

    • Author(s)
      守屋鳳人マイケル,澤山正貴,山下歩,川島朋也,天野薫
    • Organizer
      日本視覚学会2024年冬季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ffects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on multiple alpha components: An MEG study2023

    • Author(s)
      Shuka Shibusawa, Tomoya Kawashima, Kaoru Amano
    • Organizer
      Neuroscience 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マルチタスク中のプロアクティブ・リアクティブ処理に対する周辺情報の影響2023

    • Author(s)
      木村司、川島朋也
    • Organizer
      日本心理学会第87回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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