2021 Fiscal Year Final Research Report

Neural basis of semantic memory network: A combined electrocorticographic decoding, stimulation and lesion study

Research Project

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Project/Area Number	18H02709
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	Matsumoto Riki 神戸大学, 医学研究科, 教授 (00378754)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤直行公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (70312668) 池田昭夫京都大学, 医学研究科, 特定教授 (90212761) 菊池隆幸京都大学, 医学研究科, 助教 (40625084) 國枝武治愛媛大学, 医学系研究科, 教授 (60609931) 松橋眞生京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40456885) 下竹昭寛京都大学, 医学研究科, 助教 (80726000) 澤本伸克京都大学, 医学研究科, 教授 (90397547)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	言語 / 意味記憶 / 皮質脳波解読 / 皮質皮質間誘発電位 / ネットワーク動態 / デコーディング
Outline of Final Research Achievements	Hub and spoke model has been proposed for semantic memory, in which the anterior temporal lobe plays a 'hub' area and semantic knowledge itself is stored in related 'spoke' areas. We aimed to reveal the details of the functional localization and connectivity of semantic memory in the hub and spoke areas by means of a multidisciplinary approach. We applied invasive neurophysiology, and neuropsychological methods to patients who underwent presurgical evaluation with intracranial electrodes. We revealed the spatiotemporal coding pattern of semantic memory in the ventral anterior temporal lobe, and anatomo-functional distribution in the semantic network. We delineated the functional connectivity gradient of the fronto-temporal pathway by means of CCEP recording. We could obtain the evidence for the dynamic reorganization of semantic memory from the longitudinal neuropsychological assessments in the patients with the resection of anterior temporal lobe.
Free Research Field	脳神経内科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	コミュニケーションに重要な意味記憶についての脳内神経基盤を解明した。脳表からの神経活動解読と刺激介入による脳機能探索により、意味記憶に関連する側頭葉を中心とした機能解剖学的な分布と結合様式を明らかにした。本研究の手法は、包括的な脳情報解読技術を融合した高次脳機能探索法として、他の高次脳機能の脳内神経基盤の解明や先進的臨床高次脳機能マッピングの開発に貢献した。また、意味記憶のシステムレベルの機能代償機転の解明は、臨床システム神経科学上の重要な意味記憶・言語機能リハビリテーションのストラテジーの確立の一助となった。