2019 Fiscal Year Research-status Report
Quantifying mindfulness: Characterization of meditative brain states using an evolutionary optimization
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19K12145
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
日和 悟 同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (00771247)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣安 知之 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (20298144)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マインドフルネス / 瞑想 / 観想神経科学 / 脳機能ネットワーク / Tucker3 Clustering / 低周波振動振幅強度 / fMRI / 集中瞑想 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、適切な瞑想実践を支援することを目的として、fMRIを用いた脳活動の計測により瞑想実践者の内部状態を明らかにし、脳機能情報に基づいた科学的な瞑想実践法を検討している。2019年度は、本課題の目的である初心者の瞑想実践支援に取り組むにあたって、まずは初心者が瞑想を行うことによって脳活動状態が変化するかを検証した。そこで、初心者が容易に実施できる瞑想法である数息観をMRIスキャナー内で被験者に実施させ、安静時と瞑想時の脳活動を計測した。
次に、瞑想実践による脳活動パターンの変化を明らかにするため、安静時と瞑想時の脳活動パターンの差異をTucker3 Clusteringにより抽出した。本手法は、特徴量を３次元構造で扱いつつ、次元削減とクラスタリングを同時に行う。２９名の健康成人の安静時・瞑想時それぞれのfMRI脳活動データに対して、AALアトラスによって定義された１１６脳領域それぞれの平均BOLD信号を抽出し、脳機能ネットワークのグラフ構造を表す３つの指標（次数中心性、媒介中心性、クラスタリング係数）を特徴量として用いた。また、自発的活動の強度を示す指標として、分割低周波振動振幅強度を用いた。
上記の取り組みにより、初心者が数息観を行うことにより生じる脳状態の変化は、８つの脳領域（Frontal Inf Oper L, Occipital Inf R, ParaHippocampal R, Cerebellum 10 R, Cingulum Mid R, Cerebellum Crus1 L, Occipital Inf L, and Paracentral Lobule R）のクラスター係数が増加し、他領域と密な結合を生成することで特徴づけられることが明らかになった。本成果はFrontiers in Human Neuroscience誌に2020年1月に掲載された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
論文誌への掲載を当初計画より４ヶ月早く達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初はfNIRSでの計測を開始する予定であったが、新型コロナウイルス感染拡大により、計測実験の実施が困難であると考えられる。そこで今年度は計画を修正し、すでに取得しているfMRIデータや、過去に別の課題で取り組んだfNIRSデータを再利用したい。具体的には、これまでは瞑想時脳活動の静的な特性に着目していたが、動的な特性に着目し、動的機能的結合解析に取り組み、瞑想実践中の状態変化について分析を行う。
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| Causes of Carryover |
初年度にfNIRS用プローブホルダーの投資を検討していたが、今年度はfMRI研究に注力したため、助成金を拠出しなかった。次年度以降、fNIRS装置関連での拠出を予定している。
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