2018 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, 研究チーム長 (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 / 安静時機能結合 |
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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．
上記の目的に向けて，今年度は，昨年度の実験で取得した心的（mental）なイメージ操作課題を遂行中に取得したfMRIデータから脳活動上の関心領域を設定し，それらの部位の活動が日常生活中に行う訓練によってどのように変化するのかを調べるための実験プロトコルの設計を行った．また，認知的課題を課すことでより短期的（数時間）なスパンで変化する認知脳活動の状態を調べるため，認知課題負荷前後の安静時fMRI（resting state fMRI）データを取得した．また，今年度計画中に明らかになった認知課題成績と個人差と，脳活動との間の関連を検証するための脳活動データを取得した．
この結果，認知課題負荷によって，安静時に観察される脳内の広範な部位間の機能的ネットワークのうち，default mode network（DMN）の節点であるposterior cingulate cortex（PCC）とinferior occipital gyrus（IOG）との間の機能的結合性が上昇すること，dorsal attentional network（DAN）の節点であるfrontal eye field（FEF）とanterior cingulate cortex（ACC）の機能的結合性が低下することを明らかにした．これらの結果については，認知課題遂行パフォーマンスや主観報告指標との関連を引き続き検討する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度計画では，認知機能関連脳活動計測実験データの解析の結果，当初の予想に反して脳活動計測中に行う認知課題成績の個人差と脳活動の大きさとの間に高い相関関係があることが明らかとなった．研究遂行上，この相関関係の本質を見極めることが不可欠であることから，認知機能の被験者間の個人差と各被験者の脳活動との関連を調べる実験を追加で実施する必要が生じた．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度計画で，2週間程度の日常的な空間認知処理課題トレーニング前後の脳活動の変化を計測したMRIデータを15名程度の被験者に対して取得完了する．今後このデータの解析を行って，トレーニング前後で脳活動が顕著に変化する部位を特定し，予測されるトレーニング効果の汎化の程度を見積もる．さらに，2018年度計画で明らかになった個人差の影響をどのように訓練効果に影響を与えるのか検討を行う．
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Research Products
(10 results)
