Mechanism and manipulation of mental time associated with perception and action

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Chronogenesis: how the mind generates time
• Project/Area Number: 18H05523
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Tanaka Masaki 北海道大学, 大学院医学研究院, 教授 (90301887)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 郁也 東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 教授 (60396166) ; 寺尾 安生 杏林大学, 医学部, 教授 (20343139) ; 天野 薫 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (70509976)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Keywords: 計時 / リズム知覚 / 大脳小脳ループ / 大脳基底核ループ / 脳波律動 / 病態生理 / 機能介入 / 霊長類

Outline of Final Research Achievements

How temporal information for perception and behavior is processed in the brain was investigated in experimental animals, healthy individuals, and patients with neurological diseases. The information carried by neurons in the cerebellum and basal ganglia during rhythm perception and synchronized movements has been clarified, and the pathophysiology of each type of neurological disease with subcortical degeneration has been examined in detail. In addition, specific EEG rhythms have been shown to be involved in time-related visual perception and temporal attention, and noninvasive methods have been developed to manipulate these functions in humans. Through these studies, we were able to clarify some of the underlying mechanisms of temporal information processing in the brain and contribute to the new academic field of "Chronogenesis," which aims to elucidate the mechanism of the mind that generates time.

Free Research Field

システム神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

誰もが日常的に意識する時間の長短やリズムなどの知覚は、それらを検出する末梢受容器が存在するわけではなく、すべて脳内で生成されている。本研究はそのメカニズムの一部を世界に先駆けて明らかにした。また、これらが障害されるパーキンソン病などの神経疾患の病態を病型ごとに分類し、実臨床における新たな機能評価法の開発への道を拓いた。さらに、非侵襲的にヒトの脳波を変調させることで、時間情報や動きが関与する視知覚や注意を操作することに成功した。これらの技術は新たな錯覚や仮想現実感の創出につながるとともに、状況によって変化する時間知覚の脳内機構を解明するための新たな切り口となる。