2018 Fiscal Year Annual Research Report
Modeling of individuality in human cognition and its neurological basis
| Project Area | Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality |
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| Project/Area Number |
16H06526
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
若林 明雄 千葉大学, 大学院人文科学研究院, 教授 (30175062)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀧 靖之 東北大学, スマート・エイジング学際重点研究センター, 教授 (10375115)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 個人差 / 認知・行動的表現型 / 脳皮質血流 / 脳構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主要な個人差測度についてのデータベースの構築を継続し，それをもとに、認知・行動面の表現型の個人差モデル上の特徴が明確な個人を対象として、MRIによる脳撮像を行い、その 多面的解析を行うことで、認知的能力やパーソナリティなどの基本的個人差変数と対応した脳構造の特徴を実証的に検討する作業を進めた。H30年度は，E-Sモデルにもとづく認知スタイル（胎生期の生化学的環境条件による脳神経系の差異に由来する認知処理パターンの個人差）を指標とし、課題負荷時の脳皮質活動を血流の計測データによって、脳の機能的な特徴と認知・行動上に表れる個人差の主要な対応関係を検討した。具体的には，Eye-gaze Simon task 刺激（社会性刺激）と矢印刺激・文字刺激（非社会性刺激）によるSimon効果の大きさと，認知課題処理時の皮質血流活動と認知スタイルの対応関係について fNIRS を使用して脳皮質活動測定を行い検討した。その結果，特にEye-gaze Simon task において，E-type群では，左右両側頭葉(fNIRSでの22-24,32-35,43,45ch および 29-31, 39-42, 50-52ch)での血流量が，前頭前野（fNIRSでの 25-28, 36-38, 46-49ch）での血流量よりも統計的に有意に多かった。一方，S-type群では，反対に前頭前野の血流量が両側頭葉の血流量より統計的に有意に多かった。この結果は，認知スタイルの違いにより，同様のEye-gaze刺激の処理をする脳領野が異なることを示しており，脳構造に基づく認知スタイルの違いが，脳神経レベルでの情報処理（機能）の違いに反映していることを示唆している．また，E-type群は，実際の眼の写真刺激に，S-type群は，メカニックな（ロボット状の）眼の刺激に対して，より皮質活動が高まることが示された．
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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
心理・行動的表現型の基本的個人差次元のモデル化のデータベース作成に関しては，認知的能（CAT, RAT），パーソナリティ（EPQ-R, NEO-PI-R, HEXACO-PIなど），認知スタイル（EQ/SQ），その他の検査課題計12種類の回答データを新たに500程度収集し，これまでのデータに追加することで累積データによるデータベースの作成を進めている。また，脳画像データの収集に関しては，研究分担者によりMRI画像の収集を，基本的な心理検査データと合わせて80件程度追加し収集を進めている。認知負荷状態での脳皮質血流データの収集に関しては，平成30年度には，自動模倣状態，Simon 視線刺激，矢印・文字刺激による自動的注意シフト時の皮質活動の対応関係について，反応時間と脳皮質血流におけるoxy-Hbの関係を中心に解析を行い，主として活動状態と脳領野の違いと認知的傾向の個人差に一定の対応関係の存在が認められた。以上のように，研究の進行は順調であり，データの収集，実験などの遂行に関する限り，現時点では当初の研究計画とほぼ対応しており，全体としておおむね順調に進展していると考えられる。あえて問題点を挙げるならば，予算上の制約上，fNIRS 測定装置をレンタルして使用できる期間が限られていることから，機器を使用できる期間内に効率的に実験参加者を集め，無駄なく測定・実験を進めるという点で，さらなる改善・変更の余地があることが考えられるが，現状では，大きな改善策はみつからないため，実験参加者収集の効率化を進める必要があると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度に引き続き，第1に，心理・行動的表現型の基本的個人差次元のモデル化の基礎となるデータベース作成を進める。具体的には，認知的能力(CAT, Cubic Operation Task)，パーソナリティ(EPQ-R, NEO-PI-R, HEXACO-PI, TEIQue)，認知スタイル(EQ/SQ)，その他(PDQ4, SPQ, AQなど)の回答データを年間各500程度収集し，累積データに加えた上で分析し，個人差指標データベースの作成を進める。また，脳画像データの収集に関しては，研究分担者を中心に，MRI画像の収集を，基本的な心理検査データと合わせての収集を進める。脳の機能的な個人差指標と脳活動の関連性に関しては，引き続きfNIRSを使用して，認知負荷時の脳皮質血流状態の測定・記録と，認知課題のパフォーマンスの関連性を分析するが，認知的課題としては，注意のトップダウン効果とボトムアップ効果の条件を組合せ，認知スタイルの個人差との関係を検討することに加え，パーソナリティの基本次元に関連するBIS/BASモデルとの関連性も検討する予定である。さらに，個人差の基本次元モデルの構築に当たっては，A03グループと共同で，既存のデータベースを使用した数理モデル構築の可能性の検討を進める。また，公募班との連携により，認知負荷時の脳の活動状態の個人差について，皮質血流状態では測定できない辺縁系等の深部脳の活動状態(特に，海馬，扁桃体，視床など)について，fMRIを使用した実験計画を策定し，年度内に予備実験を実施することを目標としている。同様に，別の公募班との連携により，BIS/BASモデルのマウス等動物実験への適用可能性を検討するための予備実験を考案し，基本的個人差・個体差次元のヒト=マウス共通モデルの可能性を検討する。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] General intelligence is associated with working memory-related brain activity: new evidence from a large sample study.2019
Author(s)
Takeuchi, H., Taki, Y., Nouchi, R., Yokoyama, R., Kotozaki, Y., Nakagawa, S. et al.
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Journal Title
Brain Structure and Function
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Common CACNA1C Gene Risk Variant has Sex-Dependent Effects on Behavioral Traits and Brain Functional Activity2019
Author(s)
Takeuchi, H., Tomita, H., Taki, Y., Kikuchi, Y., Ono, C., Yu, Z., Nouchi, R. et al.
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Journal Title
Cerebral Cortex
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A cross-cultural study of autistic traits across India, Japan, and the UK.2018
Author(s)
Carruthers, S., Kinnaird, E., Rudra, A., Wakabayashi, A., Hoeksrea, R. et al.
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Journal Title
Molecular Autism
Volume: 9
Pages: 52-61
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
