2017 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanisms inducing plasticity on body representations
| Project Area | Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions |
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| Project/Area Number |
26120002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
今水 寛 東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 教授 (30395123)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大木 紫 杏林大学, 医学部, 教授 (40223755)
前田 貴記 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (40296695)
村田 哲 近畿大学, 医学部, 准教授 (60246890)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 脳内身体表現 / 身体意識 / 運動主体感 / 身体保持感 / 随伴発射 / 島皮質 / 脳活動計測 / 皮質脳波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究項目では，脳内身体表現の知覚的側面として身体意識を主に扱う．その神経基盤を明らかにし，身体意識が脳内身体表現を変容させる過程を調べ，身体意識を介入・操作する手法を開発する．今年度は，身体意識の介入・操作に向けて，行動レベルの操作やニューロフィードバック操作の基礎技術開発，身体意識の指標となる脳波解析で進展が見られた．また，身体意識の神経ネットワークレベルでの解明を行うために，ヒトを対象とした全脳デコーディングを進めるとともに，サルの皮質脳波 (ECoG) 計測を開始した．脳の広い領域が身体意識の成立に関与することを示すデータなどが得られ，成立基盤の全容が明らかになりつつある．研究代表者らのグループは，身体意識の中でも特に運動主体感の成立過程を解明するとともに，主体感を操作するための基礎技術開発を行った．研究分担者の大木紫（杏林大学）らのグループは，身体所有感に関わるバイオマーカーとして，身体所有感に特有な脳波活動を検出できないか，脳波による検討を行った．この結果は，新しい効率的なニューロリハビリテーションに繋がることが期待される．研究分担者の村田哲（近畿大学）らのグループは，自己の身体の状態を符号化する脳内身体表現の神経基盤を明らかにするために、サルの頭頂葉のニューロン活動の随伴発射による影響を調べることに取り組んだ．研究分担者の前田貴記（慶應義塾大学）らのグループは，運動主体感の計測方法（Keio method）を利用し，行動実験，計算論的精神医学によるシミュレーション，画像研究，神経生理学的研究など様々な手法を用いて、運動主体感の成立機構の神経基盤、さらには統合失調症の病態生理研究を進展させた．
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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
以下に挙げる項目において順調な進展が見られるとともに，論文成果が得られた．
１）運動主体感の成立過程：運動主体感の基盤となる運動の自他帰属をfMRI脳活動からデコードする実験のデータ解析を進め，運動開始の早い時点で，大脳基底核の運動制御に関わる部分で主観的な自己帰属を予測できることが解った．これは，身体意識は，運動後の判断だけで決まるものではなく，運動中の感覚運動情報の蓄積が重要であることを示唆している．また，右の側頭－頭頂接合部(TPJ)付近では，予測誤差よりも主観判断を予測できる部位が見つかり，主体感の最終判断に関わることが解った．また，主体感の客観指標である意図の束ね(Intentinal Bingin)の神経相関を調べた研究がNeuroImage誌に採択された．
２）身体所有感に特有な脳波の検出：身体所有感の有無で脳波のパワーに有意差が見られるチャンネルが検出された．前頭葉外側部，中心溝外側部又は側頭葉, 頭頂葉外側部，後頭葉で，β-γ波帯域のパワーの上昇が確認された．これらの領域のβとγ帯域パワーを用いて判別分析を行うと，身体所有感の有無を62.8%，強く感じた試行に限定すると70.0%の確率で判別できた．
３）サルにおけるECoGの記録：身体意識の成立にとって重要な，随伴発射のメカニズムを調べるために，左半球の中心後回と中心前回の上にECoG電極を設置し，自己刺激課題中にECoG記録を行なった．左中心後回上で記録されたECoGが右手の動きに一致して影響を受けることが明らかになった。これは，右手の固有感覚ないしは運動野から入力する随伴発射を反映したものと考えられる．
４）島皮質手術後の運動主体感回復：右半球の島皮質の脳外科手術前後で，ベッドサイドでも試行可能な課題（Keio method）を施行し、運動主体感の回復過程を調べた（公募班松本理器先生のグループと協同）
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，新たなニューロフィードバック基礎技術の開発，脳の広い領域が身体意識の成立に関与していることを示すデータなどが得られ，成立基盤の全容が明らかになりつつある．今後は，リハビリ班との共同で，これらの成果を，最終目的である身体意識への介入と誘導・修復する方法の開発へと繋げて行きたい．
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Research Products
(54 results)
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[Presentation] Decoding self-other action attribution in the sensorimotor and the parietal cortices2017
Author(s)
Ohata, R., Asai, T., Kadota, H., Shigemasu, H., Ogawa, K., and Imamizu, H.
Organizer
Organization for Human Brain Mapping 2017 Annual Meeting (OHBM 2017)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Decoding self-other action attribution in the sensorimotor and the parietal cortices2017
Author(s)
Ohata, R., Asai, T., Kadota, H., Shigemasu, H., Ogawa, K., and Imamizu, H.
Organizer
Real-time Functional Imaging and Neurofeedback Conference (rtFIN2017)
Int'l Joint Research
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[Presentation] The differences in motor performances between sensorimotor area activities of pre- and during passive guidance2017
Author(s)
Takai, A., Noda, T., Lisi, G., Teramae, T., Imamizu, H., and Morimoto, J.
Organizer
Real-time Functional Imaging and Neurofeedback Conference (rtFIN2017)
Int'l Joint Research
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[Presentation] 運動主体感における島皮質の役割: 島皮質切除症例での縦断的神経心理学的検討2017
Author(s)
小林 環, 松本理器, 下竹昭寛, 十河正弥, 高橋由紀, 稲田 拓, 山尾幸広, 菊池隆幸, 荒川芳輝, 吉田和道, 池田昭夫, 前田貴記, 今水 寛, 宮本 享
Organizer
日本脳神経外科学会 第76回学術総会
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