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2021 Fiscal Year Annual Research Report

時の流れの神経基盤

Planned Research

Project AreaChronogenesis: how the mind generates time
Project/Area Number 18H05522
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

北澤 茂  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (00251231)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西本 伸志  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (00713455)
貴島 晴彦  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (10332743)
中野 珠実  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (90589201)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Keywords時間の矢
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ヒトとサルの脳を対象として楔前部を中心とする神経活動の計測を行い、現在(楔前部)を中心とする「時間の流れ」の神経基盤を解明する。本年度は引き続き以下の4項目の研究を実施した。
1. 非侵襲脳活動計測による時間地図の描出:A班で構築した深層学習モデルにB班が脳活動データを収集した際に用いたテレビ番組から書き起こした言語データを入力した。深層学習した人工神経回路の活動と脳活動を比較して、脳活動の背景にある神経回路レベルの時間情報処理の原理を推定するための予備的な検討を行った。
2.時間の流れの内観と脳の内部状態の関係の解明:前年度までに開発した心理物理課題(3秒の自然動画刺激データベースの動画を用いて、動画の再生方向が順方向であるか、逆方向であるかを判断する課題)を用いて「時間の矢」の方向を弁別する領域を明らかにするための非侵襲脳活動計測を行った。その結果、右大脳皮質(中側頭回と下部頭頂葉)と左小脳が作る大脳―小脳ネットワークが重要な役割を果たすことが明らかになった。
3. サルの時間地図と神経基盤の解明:短い映像刺激を順方向または逆方向再生してサルに提示して、サルの脳で再生方向を区別する活動を示す領域を検索した。対照として空間の上下を反転させる条件を追加した。
4. 引き続き脳外科の治療で硬膜下電極を埋設した患者の脳から皮質電位計測(Electrocorticogram, ECoG)を行い、提示した動画または音声刺激に含まれる時間情報を表現する脳領域を検索した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

所期の研究項目それぞれについて、着実な進展が認められ、11本の英語論文を出版したことからおおむね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

項目1については、A01班と共同で進めている時間地図の作成に関して、Transformerのattention headの情報表現に注目した解析を進めて成果を得る。項目2については心理物理課題と非侵襲脳活動計測の成果をまとめて出版する。

  • Research Products

    (15 results)

All 2022 2021

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Voluntary control of semantic neural representations by imagery with conflicting visual stimulation2022

    • Author(s)
      Fukuma Ryohei、Yanagisawa Takufumi、Nishimoto Shinji、Sugano Hidenori、Tamura Kentaro、Yamamoto Shota、Iimura Yasushi、Fujita Yuya、Oshino Satoru、Tani Naoki、Koide?Majima Naoko、Kamitani Yukiyasu、Kishima Haruhiko
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Pages: 214

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03137-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Magnetoencephalography detects phase-amplitude coupling in Parkinson’s disease2022

    • Author(s)
      Tanaka Masataka、Yanagisawa Takufumi、Fukuma Ryohei、Tani Naoki、Oshino Satoru、Mihara Masahito、Hattori Noriaki、Kajiyama Yuta、Hashimoto Ryota、Ikeda Manabu、Mochizuki Hideki、Kishima Haruhiko
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: 1835

    • DOI

      10.1038/s41598-022-05901-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Processing of visual statistics of naturalistic videos in macaque visual areas V1 and V42022

    • Author(s)
      Hatanaka Gaku、Inagaki Mikio、Takeuchi Ryosuke F.、Nishimoto Shinji、Ikezoe Koji、Fujita Ichiro
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: 227 Pages: 1385~1403

    • DOI

      10.1007/s00429-022-02468-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Searching for optimal machine learning model to classify mild cognitive impairment (MCI) subtypes using multimodal MRI data2022

    • Author(s)
      Jitsuishi Tatsuya、Yamaguchi Atsushi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: 4284

    • DOI

      10.1038/s41598-022-08231-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] What Underlies a Greater Reversal in Tactile Temporal Order Judgment When the Hands Are Crossed? A Structural MRI Study2021

    • Author(s)
      Moharramipour Ali、Kitazawa Shigeru
    • Journal Title

      Cerebral Cortex Communications

      Volume: 2 Pages: tgab025

    • DOI

      10.1093/texcom/tgab025

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Data-driven electrophysiological feature based on deep learning to detect epileptic seizures2021

    • Author(s)
      Yamamoto Shota、Yanagisawa Takufumi、Fukuma Ryohei、Oshino Satoru、Tani Naoki、Khoo Hui Ming、Edakawa Kohtaroh、Kobayashi Maki、Tanaka Masataka、Fujita Yuya、Kishima Haruhiko
    • Journal Title

      Journal of Neural Engineering

      Volume: 18 Pages: 056040~056040

    • DOI

      10.1088/1741-2552/ac23bf

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Early phase of pupil dilation is mediated by the peripheral parasympathetic pathway2021

    • Author(s)
      Marumo Chinatsu、Nakano Tamami
    • Journal Title

      Journal of Neurophysiology

      Volume: 126 Pages: 2130~2137

    • DOI

      10.1152/jn.00401.2021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pupil constriction via the parasympathetic pathway precedes perceptual switch of ambiguous stimuli2021

    • Author(s)
      Nakano Tamami、Ichiki Arata、Fujikado Takashi
    • Journal Title

      International Journal of Psychophysiology

      Volume: 167 Pages: 15~21

    • DOI

      10.1016/j.ijpsycho.2021.06.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Self-Face Activates the Dopamine Reward Pathway without Awareness2021

    • Author(s)
      Ota Chisa、Nakano Tamami
    • Journal Title

      Cerebral Cortex

      Volume: 31 Pages: 4420~4426

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab096

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neural correlates of beauty retouching to enhance attractiveness of self-depictions in women2021

    • Author(s)
      Ota Chisa、Nakano Tamami
    • Journal Title

      Social Neuroscience

      Volume: 16 Pages: 121~133

    • DOI

      10.1080/17470919.2021.1873178

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Posterior Precuneus is Highly Connected to Medial Temporal Lobe Revealed by Tractography and White Matter Dissection2021

    • Author(s)
      Jitsuishi Tatsuya、Yamaguchi Atsushi
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 466 Pages: 173~185

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2021.05.009

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 時間は一様に流れるのか2022

    • Author(s)
      北澤 茂
    • Organizer
      第14回脳情報学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 「今」と「ここ」は脳のどこにあるのか2022

    • Author(s)
      北澤 茂
    • Organizer
      Metropolitan Neuroscience Club
    • Invited
  • [Presentation] 時の流れの神経基盤2021

    • Author(s)
      北澤 茂
    • Organizer
      第45回日本神経心理学会シンポジウムIV「記憶と時間」
    • Invited
  • [Presentation] 「今」と「ここ」は脳のどこにあるのか2021

    • Author(s)
      北澤 茂
    • Organizer
      和風会講演会
    • Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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