2018 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality |
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16H06525
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
保前 文高 首都大学東京, 人文科学研究科, 准教授 (20533417)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多賀 厳太郎 東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (00272477)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 発達脳科学 / 乳幼児 / 個性 / 身体運動 / 言語獲得 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、乳幼児期における脳の構造と機能、行動と意識を包括的に捉えて、個人の持つ固有性がどのように現れて発達するのかを検討し、神経活動と身体運動における動的秩序生成の多様性に基づいて「個性」の発現と発達を記述する枠組みを構築することを目的としている。
脳の構造について、National Institute of Mental Health（NIMH）Data Archive（NDA; Almli et al., 2007）を参照し、ヒトにおいて左右大脳半球を結ぶ最大の交連線維束であり、白質の形成および多様な神経機能の発達に関して重要な役割を果たす脳梁の乳児期における形態変化を定量的に解析した。この結果を国際学会において発表するとともに、論文として投稿中である。また、同じデータセットのMRI構造画像を用いてミエリン化の指標（Glasser and Van Essen, 2011）を計算し、発達に伴う個人内の変化を検討した。一次感覚野や運動野が初期から高い値を示し、連合野に広がる傾向が確認できたため、定量化を進めている。平均的には単語の発話が始まる生後12ヶ月齢を対象とした脳の機能計測、および、単語の獲得に関する質問紙調査も進めている。
身体運動に関しては、個体を特定できるような身体の形態情報の集合を「個性」の操作的な定義とし、乳児の自発運動に含まれる個体を特定するための時間パターンの検出を試みた。3か月齢の乳児56名の四肢の運動データを対象とし、時間遅れを用いた状態空間の再構成を施して、相互に非線形予測法を行った。その結果、80％以上の確率で個人の認証が可能であることが明らかになった。
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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
平成30年度は、乳幼児の脳の構造と自発運動に含まれる「個性」に関する検討を進めて、予定通りの進捗であった。これまでに進めてきた脳梁の形態形成に関する検討は、国際学会において結果を発表するとともに、論文として投稿中である。また、新たにMRIのT1強調画像とT2強調画像を用いてミエリン化の指標を計算し、灰白質と白質のそれぞれにおける発達的変化を捉える検討を進めた。この結果と脳梁の形成を対応づける方法についても、検討を始めている。運動に関しては、３ヶ月児56名の四肢の自発運動を10分間計測した時系列データに、時間遅れを用いた状態空間の再構成を施し、相互に非線形予測を行った。８割以上で個人認証が可能であり、複数のサロゲート法で予測性が低下することから、乳児の自発運動には個性があると考えられた。また、理学療法士が乳児の自発運動のビデオ映像を評価するときに、共通して運動の曲率に敏感であるとともに、注目する四肢には評価者に応じた違いが見られた。この結果をまとめて、論文として報告した。脳の機能計測、および、単語の獲得に関する質問紙調査も進めている。
得られている成果をもとにして、日本赤ちゃん学会第18回学術集会において「共創言語進化」と合同でラウンドテーブルを企画し、コミュニケーションを中心として「個性」や発達について意見を交換した。また、領域内における集会を通じて、「個性」を捉える方法について議論をする機会を持つことができた。国際学会や日本学術会議主催学術フォーラムにおいて招待講演をするとともに、高校を訪問して「赤ちゃんの脳が生み出すことば」と題して講演をするなど、成果の公開にも務めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度までに得られている結果を論文として報告するとともに、大脳皮質の特徴を抽出するミエリン化の指標に関する検討を進めて、脳梁の発達と合わせて個の性質として現れる変化を捉える。また、新生児期の脳構造に注目して、脳溝の形成に現れる個人の特徴を定量化する方法を開発する。脳機能計測に関しては、平均的には単語の発話が始まる12ヶ月齢を中心として単語の獲得に関する質問紙調査と合わせた計測を進める。身体運動に関しては、乳児が自発運動を行なっているときに、モビール課題のような環境変化を与えたときに、運動を変化させる「学習」に注目する。四肢の運動を分析し、学習過程において、個性が増えるのか減るのかを検証する。また、運動を音に変換する可聴化の手法を用いて、乳児が自己効力感を持つような状況を作り、個人に応じた意図が発生する様子を捉える。得られた知見から、自己組織的に生じる多様性、経験に基づく変容、器質による制約のもとで個性が創発される枠組みをモデル化することを検討する。
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[Presentation] Statistical verification of the common oscillatory behaviors in oxy-Hb and deoxy-Hb time series.2018
Author(s)
Matsuda, T., Homae, F., Watanabe, H., Taga, G., & Komaki, F.
Organizer
fNIRS2018, biennial meeting of the Society for fNIRS
Int'l Joint Research
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