Investigation into possible cognitive enhancement of tool recognition by transcranial direct current stimulation (tDCS) and its neural mechanism

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K15344
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 石橋 遼 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (90750266)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 意味認知 / 道具使用 / 経頭蓋直流電流刺激 / fMRI / 意味記憶 / 非侵襲皮質刺激

Outline of Annual Research Achievements

前年度に課題として挙がっていた研究内容調整点2点について結論を下し、実験を実施した。一つ目にワーキングメモリ要素を含める1-back課題とするか否かであるが、表象類似度解析(RSA)を用いた研究の現時点での傾向はより単純に一つずつの刺激について簡易な判断を行わせるもの(0-back)であるため、今回の研究においては単純に道具の使われる場所（屋外・屋内）を判断させるものとした。また、tDCSを用いる脳部位の検討について、本研究の目的からは道具に関する情報表現が行われている部位を先に明らかにすることが重要であるとの観点からfMRI計測を優先して行うこととした。tDCSを適用しない状態での道具の使用方法の情報表現の中心が脳内のどこにあるかは過去の研究で得られた19名分のデータから明確に検出する予定であったが予想以上に統計的検定結果が明確ではなく、当初刺激適用対象として想定していた下頭頂小葉よりも背側の組織が実際には最も「視覚的に認知した」道具使用方法の情報表現を行っている可能性があると認められた。本年度の時間的・予算的余裕からも判断して、より確実な研究遂行のステップとして、この点を明らかにするためのfMRI実験の単独実施を選択した。所属先のMRI装置の更新完了がコロナウイルス感染拡大状況の影響により本年度半ばまでずれ込んだが、年度内に30時間の撮像時間を確保し、22名分の撮像データを得ることができた。現在解析を進めているところであるが、過去の研究で得られた19名分のデータと合わせた検討も予定しており、人間が持つ道具認識・使用能力の神経基盤についてより確度の高い結論を得ることを予期している。