2018 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanism for optimization of physiological arousal level
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16K17358
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
渡邊 言也 名古屋大学, 情報学研究科, 学振特別研究員(PD) (90637133)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生理的覚醒 / 瞳孔 / 扁桃体 / 線条体 / 腹内側前頭前野 / fMRI / Dynamic causal modeling |
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| Outline of Annual Research Achievements |
例えば人前でソロ演奏をするなど、難度が高く、かつその成功報酬が大きい課題に取組む際には、緊張や興奮という形でヒトの生理的覚醒は上昇するが、それは時に課題の遂行を邪魔する。そのような場合には、準備をする段階からその成功報酬の引き起こす覚醒をコントロールすることが重要である。本研究では成功賞金の大きさ、そしてそれが引き起こす覚醒変化がどのように身体や脳において表現されているのか瞳孔径の計測とfMRIを用いて検証した。さらに我々はこの生理的覚醒が前頭前野によって如何にコントロールされているかを検討した。
結果として、将来失敗する試行は課題の準備中から賞金金額の大きさに正に相関して瞳孔の大きさが変化した。さらに失敗試行では脳においては瞳孔サイズに相関した右扁桃体の活動が見られ、左線条体尾状核では報酬サイズに正に相関した活動が見られた。一方で、腹内側前頭前野では瞳孔サイズに負に相関した活動が観測された。次に我々はDynamic causal modeling (Friston et al., 2003)を用いてこの腹内側前頭前野―扁桃体―尾状核の機能的結合を推定した。Dynamic causal modeling の手法の一つであるPost-hoc Bayesian model selection (Friston and Penny, 2011)を用いてネットワークモデルを検証した結果、将来成功する試行においてのみ、腹内側前頭前野が扁桃体の活動を抑制的にコントロールしていることが明らかとなった。さらに腹内側前頭前野から扁桃体に対するモジュレーションの個人差が、課題全体の成績の個人差と相関していることも明らかとなった。本研究の重要な発見は、腹内側前頭前野から扁桃体にかけての生理的覚醒のコントロールが、難易度の高い課題遂行時の成功に重要であることを明らかにした点である。
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