2021 Fiscal Year Annual Research Report
興奮抑制バランス操作による脳の可塑性メカニズムの理解
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19H01041
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
柴田 和久 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (20505979)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高堂 裕平 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 脳機能イメージング研究部, 主幹研究員(定常) (60593564)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 学習 / 視覚 / 脳イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度も引き続きコロナ禍によって実験や技術開発が制限されたが、最終目標であるMRS(Magnetic Resonance Spectroscopy)フィードバック技術に必要なヒトを対象とした基礎データの取得および解析を継続した。加えて、モデル動物を対象としたMRS信号の生理学的機序を調べる研究も進めた。
モデル動物を対象とした実験およびデータ解析、論文執筆は、分担研究者の高堂が先導した。MRSによって定量されるグルタミン酸(興奮性神経修飾物質)およびGABA(抑制 性神経修飾物質)と興奮性および抑制性神経活動の対応を調べた実験から得られたデータを解析し、論文としてJournal of Cerebral Blood Flow &Metabolism誌にて発表した。
ヒトを対象とした実験では、これまでの視覚機能に加え運動機能にも注力し、指運動の系列学習課題を安定的に誘導するための実験パラダイム を確立した。さらにTMS(Transcranial Magnetic Stimulation)を用い、脳一次運動野の興奮/抑制状態の変化と系列学習の強化や固定の関係を検討した。また運動野におけるMRSニューロフィードバックを視野に入れた予備的なMRI実験も行った。これらの成果は、MRSフィードバックの開発に大きく資するものである。ヒトの学習についての関連研究をSONYコンピュータ・サイエンスラボラトリーと共同で行い、ヒューマン・コンピュータ・インターフェイス分野のトップ国際会議であるCHI 21で発表した。また、ニューロフィードバックに関する論文をJournal of Vision誌に発表した。さらに、Neurofeedbackについての本の執筆に関わり、1章分を担当した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍により実験や技術開発にいまだ大きな制限があり、国外からの技術者の入国が日本政府の方針によってキャンセルになる等の影響で、2021年度末に稼働予定だった7T MRIシステムの稼働は2022年度夏以降にずれ込んだ。2022年度当初に行う予定であったMRSフィードバック実験の開始がやや遅れる見込みであるが、7T MRIシステムが稼働次第すぐに取りかかれるよう入念な準備を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は7T MRI (Magnetic Resonance Imaging)システムを用いたMRSニューロフィードバックの実装とMRSニューロフィードバックシステムを用いた実験の遂行が主な目標である。前述のとおり、国外からの技術者の入国が日本政府の方針によってキャンセルになった影響で、2021年度末に稼働開始予定であった7T MRIシステムの稼働は2022年度夏以降にずれ込んだが、7T MRIシステムが稼働次第すぐに取りかかれるよう入念な準備を行う。具体的には、7T MRI稼働後前年度までに行ったシーケンス検討を反映する形でMRSニューロフィードバックシステムの構築を完了させる。MRSニューフィードバックシステムの構築が完了次第、前年度までの知見および予備的検討を統合し、低次視覚野および一次運動野の興奮抑制バランスをMRSフィードバックで操作し、実際に視覚や運動の学習が変化するか検証する実験を行う。
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Research Products
(7 results)
