2020 Fiscal Year Annual Research Report
frontal and subcortical coordination underlying multitasking behavior
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19H03337
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
虫明 元 東北大学, 医学系研究科, 教授 (80219849)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 運動前野 / シータ波 / ベータ波 / マルチタスク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当研究課題では、脳が柔軟に複数の課題に対処できるための前頭葉と関連分野の働きを解明することである。色と運動を結びつけて学習し、その後記憶に基づいて同じ動作を行う主課題と其の記憶課題中に突然無関係の色ー運動の組み合わせの割り込み課題を一回だけ行わせ、その後に主課題の記憶課題に戻るようなマルチタスク課題を訓練した。
予備的な結果ではあるが、サルは主課題に戻るときにエラーが多いことが判明した。またこれは特に主課題の行動順序と割り込み課題の行動順序が異なるときに多くエラーがみられた。主課題の記憶と割り込み課題を行った記憶と２つがあるために、主課題を想起するときに互いに運動プログラムが拮抗してエラーをしていることが示唆された。
脳波レベルの予備的な解析では、運動前野のシータ波が特に主課題の想起に関わる可能性が示唆されてきた。すなわちシータ波と主課題の戻る時のパフォーマンスを比べると、割り込み前のシータ波が有意にパフォーマンスと相関することが見いだされた。また主課題の戻る時のシータ波は逆に弱まることもわかってきた。したがって、シータ波はおそらく主課題の記銘にも想起にも関わる可能性が示唆されてきた。
一方でベータ波も同様に主課題の戻る時のパフォーマンスと関わることが見いだされた。しかし、シータ波とは異なり、基本的にはその試行のパフォーマンスに最もよく相関していた。同時に存在するシータ波とベータ波が異なる特性を示すのは興味深い成果であった。シータ波は運動前野の前方ほど強く、前頭前野との関連性が強く示唆された。
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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
マルチタスクの行動的な側面に関して、予想通りの所見が得られつつある。一方ではシータ波とベータ波の結果が乖離している点は大変興味深い結果で、今後深めていきたい点である。シータ波というこれまで運動野の中では余りその意義がわからない振動が関わっていることが見つかり、前頭前野 その他の皮質下とのネットワークの神経基盤が示唆される結果であり、これは予想以上の成果である。この成果は昨年度にまとめた書籍「前頭葉のしくみ」のテーマでもあった脳のリズム関して、今後の研究をすすめる上で新たな発見となる成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年の予備的な成果を、きちんと複数のサルで検証していく必要がある。サルは主課題に戻るときにエラーが多いことが本当にコンフリクトと解釈して妥当か、行動解析と脳波との関係に関して更に解析をすすめる。またこれは特に主課題と割り込み課題が特定の関係のときにコンフリクトが起こりやすいのか、この関係を系統的に解析することも検討している。複数の課題の行動が記憶のレベルで拮抗するということが、どのように脳の活動として反映されるのかを、ベータ波、シータ波、ガンマ波などの振動に関連して解明を進めることと、これらの振動の背景にある神経機構を調べていく。
複数領域の脳振動の同期性や脳の深さに着目することが手がかりを与えてくれる可能性があるので、この点にも着手する予定である。
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