2021 Fiscal Year Research-status Report
一次感覚皮質と後頭頂皮質の各層における視触覚クロスモーダルな情報処理機構の解明
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20K07722
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
楊 家家 岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 研究准教授 (30601588)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福永 雅喜 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 准教授 (40330047)
山本 洋紀 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (10332727)
呉 景龍 岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (30294648)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | レイヤーfMRI / 7テスラ超高磁場fMRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの対象認知過程は，多感覚情報の知覚，学習，記憶など脳の高次機能が総合されるもので，感覚種をまたがるクロスモーダルな性質を持つ。近年，機能的磁気共鳴画像（fMRI）技術の発達により，マクロ観点からクロスモーダルな情報処理に関わるヒトの後頭頂皮質と低次感覚皮質間の相互作用への理解が進めてきた。しかし，ミクロな脳機能素子となる皮質層がどのように情報処理を行うことによって，クロスモーダルな情報処理機能を実現しているかは未だ謎である。本研究では，最新の7テスラ超高磁場fMRI（レイヤーfMRI）技術を駆使して，一次感覚皮質と後頭頂皮質の各層における視触覚クロスモーダルな情報処理機構の解明を目指している。2021年度は前年度の成果を元に，fMRI実験に向けてMRI環境に対応できる触覚刺激提示装置を製作した。また，複数の視覚・触覚による対象識別の認知心理学実験を実施し，レイヤーfMRI実験パラダイムを確定した。さらに，レイヤーfMRI撮像シークエンスを確定し，各層活動を検討するための予備実験を実施した。
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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
本研究では，様々な材質と形状の物を「触ってから見る」と「見てから触る」の視触覚クロスモーダルな対象マッチングfMRI実験を計画している。2021年度では，まずfMRI実験に向けてこれまで製作した触覚刺激のMRI環境に対応できる刺激提示装置の製作を取り込んできた。次に装置の動作テストと実用性の確認を行い，fMRI実験に使用できることが確認できた。またfMRI実験を実施する際に被験者は仰向けの姿勢で手元の触覚刺激を触ることになり，認知心理学実験の場合と実験姿勢が異なるため，姿勢の変化が対象形状識別に与える影響を調べた。さらに，レイヤーfMRI実験パラダイムと撮像シークエンスを確定し，皮質各層の活動を検討するための予備実験を実施した。前述のように，おおよそ予定している成果が得られたため，本研究課題は概ね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は，まず従来の動物研究の知見により，低次感覚皮質と後頭頂領域の皮質層間の仮設モデルを構築する。次に，「視覚単独」「触覚単独」「見てから触る」「触ってから見る」の4タスクで得られたそれぞれの領域の層活動を比較し，仮設モデルを検証・更新する。さらに，視触覚クロスモーダルな情報処理の全脳ネットワークと照合し，一次感覚皮質と後頭頂皮質の各層における視触覚クロスモーダルな情報処理機構を検討する。
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| Causes of Carryover |
２０２１年度の後半からMRIシステムの不調のため，当初の予定よりfMRI実験の実施回数が減少した。そのために実験実施に伴う旅費や被験者謝金などの出費が減り，前述通りの未使用額は生じた。これらの費用は次年度のfMRI実験の関連経費として有効活用する予定である。
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