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2016 Fiscal Year Research-status Report

脳内身体マップに基づく手指運動能力の個人差の解明および介入法の開発

Research Project

Project/Area Number 16K12440
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

小川 健二  北海道大学, 文学研究科, 准教授 (50586021)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords脳機能イメージング / 感覚運動野
Outline of Annual Research Achievements

まず初年度の研究として、機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて個々の指に対応する感覚運動野マップの特定を行った。実験では健常被験者が画面の数字のカウントダウンに合わせ、人差し指、中指、薬指、小指でそれぞれ繰返しタッピングを行った。そして、各指運動の実行時における脳活動をfMRIで計測し、その活動ピーク位置を特定するとともに、活動の空間パターンに対する検討をマルチボクセルパターン分析を用いて行った。具体的にはfMRIデータに対し、Representational Similarity Analysis (RSA)(Kriegeskorte, 2008, Front Neurosci)と呼ばれる方法を用いた。これはfMRIの空間的な脳活動パターンの類似性(相関係数)を基にして、ある脳内の神経表象における類似性(representational similarity)を求める方法である。その結果、近い指同士(例えば、人差し指と中指)の方が遠い指同士(例えば、人差し指と小指)よりも活動パターンの相関が高いという結果が得られた。この結果から、RSAを使って指の神経表象の類似性を検討することが可能である点が示された。また実際に運動を行わず、指タッピングの運動イメージを作っている際の脳活動を計測した。そして運動イメージ時の脳活動に対してもマルチボクセルパターン分析を用いることで、運動実行中と類似した脳活動パターンが見られることが明らかとなった。これら一連の研究結果から、fMRIの活動パターン分析を用いて、各指の実行やイメージに関する神経表象を詳細に解析することが可能である点が示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

マルチボクセルパターン分析を用いて個々の指の運動実行時、および運動イメージ時の脳内マップを得ることが可能であることを示すことができた点で、順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

本年度には、昨年度に示された個々の指の脳内マップと運動パフォーマンスや感覚能力との個人差との対応を検討する予定である。さらにニューロフィードバックを用いた脳活動の制御についても実施する予定である。

Causes of Carryover

昨年度は、新たなfMRI分析方法に対する検討に時間を費やした結果、実験のためのfMRI装置使用料や被験者謝礼等が少なくなったため、次年度使用額が発生した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

fMRI装置使用料や被験者謝礼といった実験のための経費として使用する予定である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] フランス国立科学研究センター(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      フランス国立科学研究センター
  • [Journal Article] Hand-independent representation of tool-use in the left inferior parietal lobule2016

    • Author(s)
      Ogawa K. & Imai F.
    • Journal Title

      Experimental Brain Research

      Volume: 234(12) Pages: 3677-3687

    • DOI

      10.1007/s00221-016-4765-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-trial prediction of reaction time variability from MEG brain activity2016

    • Author(s)
      Oohata R., Ogawa K., & Imamizu H.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: なし

    • DOI

      0.1038/srep27416

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 心理学研究のツールとしての脳イメージングの最前線2016

    • Author(s)
      小川健二
    • Organizer
      日本イメージ心理学会第17回大会
    • Place of Presentation
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • Year and Date
      2016-11-26 – 2016-11-27
    • Invited
  • [Presentation] 認知神経科学の諸問題に対する「プロジェクションサイエンス」からの検討2016

    • Author(s)
      小川健二
    • Organizer
      日本認知科学会第33回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-16 – 2016-09-18
    • Invited
  • [Presentation] 脳内表象を調べるツールとしてのfMRI2016

    • Author(s)
      小川健二
    • Organizer
      日本認知科学会サマースクール
    • Place of Presentation
      箱根湯本富士屋ホテル(神奈川県箱根市)
    • Year and Date
      2016-08-31 – 2016-09-02
    • Invited
  • [Presentation] Decoding agency grounded within the sensorimotor system: self-other action representation in the sensorimotor and the parietal cortices2016

    • Author(s)
      Oohata R., Asai T., Kadota H., Shigemasu H., Ogawa K., & Imamizu H.
    • Organizer
      第36回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [Presentation] 脳計測における個人差の扱い2016

    • Author(s)
      小川健二
    • Organizer
      日本認知心理学会ベーシックセミナー
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県広島市)
    • Year and Date
      2016-06-17 – 2016-06-17
    • Invited
  • [Presentation] Decoding agency grounded within the sensorimotor system: self-other action representation in the sensorimotor and the parietal cortices2016

    • Author(s)
      Oohata R., Asai T., Kadota H., Shigemasu H., Ogawa K., & Imamizu H.
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-05-08 – 2016-05-09
  • [Presentation] fMRIデコーディングによる運動学習の検討2016

    • Author(s)
      小川健二
    • Organizer
      神経科学講座セミナー
    • Place of Presentation
      札幌医科大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-04-12 – 2016-04-12

URL: 

Published: 2018-01-16  

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