2017 Fiscal Year Annual Research Report
Brain imaging techniques applied to predict the effects of cognitive training on skill acquisition
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17H01758
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
岩木 直 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 副研究センター長 (70356525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅村 浩之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10356587)
熊田 孝恒 京都大学, 情報学研究科, 教授 (70221942)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 視空間処理 / 非侵襲脳機能計測 / 訓練 / 汎化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，空間的イメージの仮想的操作のパフォーマンスが訓練により向上する神経メカニズムを，非侵襲脳機能計測技術を用いて計測・解析するとともに，その訓練効果がどのような機序で直接訓練されていない認知機能に及び，さらに日常生活中に空間的イメージ操作が必要とされる場面での行動能力に波及するのかを予測することが可能な認知神経学的モデルを構築することである．
この目的に向けて，今年度は空間的イメージ操作課題の遂行に必要な脳部位を特定し，今後の実験における関心領域を設定するために基礎となるデータを得るため，メンタルローテーション課題遂行時に取得したfMRI画像解析を行った．この結果，高次視覚野と上頭頂部および高次運動野を含む，視覚情報処理と視空間処理を担う脳部位を特定することができた．これらの結果は，来年度以降に行う，空間的イメージの仮想的操作訓練前後で課題遂行パフォーマンスの向上に資する脳活動変化を調べる基礎データとして用いられる．また，訓練による脳構造と機能の変化を計測するための，安静時fMRIと拡散強調画像(DTI)計測の予備実験を行い，われわれのMRI装置を用いてこれらの計測が可能であることを確認した．
同時に，空間的イメージの仮想的操作訓練のために用いるスマートフォン／タブレット端末用アプリの設計と実装を行った．この結果，メンタルローテーション課題を用いた空間的イメージ操作訓練の実施と，遠隔地からの各訓練セッションにおける課題遂行パフォーマンスの記録とチェックを行うことが可能になった．
さらに，空間的イメージの仮想的操作訓練の，他の認知課題への汎化を調べるための認知課題について検討した結果，メンタルローテーション課題以外に，単純な視覚的オブジェクト認知課題，パースペクティブ・テイキング課題を含めることにした．
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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
今年度は，来年度以降に必要となる脳機能計測上の関心領域の特定，脳機能計測手順の確認を完了するとともに，空間的イメージ操作訓練のためのスマートフォンアプリを完成し，所期の目標を達成している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後，平成29年度に開発した空間的イメージ処理訓練課題とそれをインプリメントしたメンタルローテーション訓練スマートフォン向けアプリを用いて，空間的イメージ処理認知課題トレーニングを実施する．トレーニング実施の前後で，訓練効果の汎化メカニズム評価用の課題を用いたfMRIデータと，安静時（resting-state）脳活動データを計測し，さまざまな脳部位間の活動の相関関係が空間的イメージ処理に対する訓練の効果を評価する基盤となるデータの取得を進める．同時に，得られるデータから全脳における神経ネットワークの変化の解析方法を確立するため，アルゴリズムの検討を並行して進める．
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Research Products
(16 results)
