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2011 Fiscal Year Annual Research Report

NIRSを用いたマインド/ブレイン-ヒューマン・インターフェースの開発

Research Project

Project/Area Number 21300105
Research Institution財団法人東京都医学総合研究所

Principal Investigator

星 詳子  財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 副参事研究員 (50332383)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 陳 省仁  光塩学園女子短期大学, 保育科, 教授 (20171960)
精山 明敏  京都大学, 大学院・医学研究科, 教授 (70206605)
Keywords行動学 / 神経科学 / 生理学 / 情動
Research Abstract

本研究は、言語性コミュニケーションが不可能で、かつ行動や表情からは感情をくみ取ることができない患者のQOL向上を目指して、脳活動計測から快・不快感情を理解することができる"マインド/ブレイン-ヒューマン・インターフェース"の開発を目的とする。近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)は、ベッドサイドでリアルタイムの計測が可能な新しい脳機能イメージング法であり、"マインド/ブレイン-ヒューマン・インターフェース"に適切な計測技術と思われる。NIRSは外側に面する大脳皮質しか計測することができないが、外側前頭前野は扁桃体や前帯状回など感情生成に重要な領域からの入力を受けており、近年、感情制御の場としても注目されている。また、前頭極は、自身の考えや感じを内省評価する時に活動するという説があり、申請者らはこれまでのNIRS研究から腹外側前頭前野が不快感情の生成制御に関与していることを見出した。今年度は、fMRIを用いてその他の脳領域の活動状態も調べ、扁桃体・視覚野・外側前頭前野では、脳活動と感情価との間に負の相関が認められ、また、右側BA47がこれらの領域に対して不快感情表出の完全媒介領域であることを明らかにした。従って、腹外側前頭前野は不快感情の生成制御部位であると考えられた。一方、快感情については、NIRSでは左背側前頭前野で血流減少が認められたが、fMRIでは特異的な脳活動変化が検出されなかった。しかし、MEGを用いて直感的に生じる快感情に関与する脳領域の検出を試みたところ、眼窩前頭皮質が関与していることを突き止めた。
分担研究者の陳グループは、NIRSを用いた別の先行研究での結果に基づいて、小児における感情研究としてまず行動指標の解析を行った。精山グループは、音や光に対する快を作り出すためのバイオフィードバックシステムを構築し、NIRSが画像認識における強い快・不快の情動検出だけではなく、音や光といった抽象的な刺激による情動変化の検出にも適用しうる可能性があることを見出した。

  • Research Products

    (22 results)

All 2012 2011

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (9 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Diversity of neural-hemodynamic relationships associated with differences in cortical processing during bilateral somatosensory activation in rats2012

    • Author(s)
      M.Nemoto, Y.Hoshi, C.Sato, Y.Iguchi, I.Hashimoto, E.Kohno, T.Hirano, S.Terakawa
    • Journal Title

      NeuroImage

      Volume: 59 Pages: 3325-3338

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2011.11.067 10.1016/j.neuruimage.2011.03.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reduction of Poisson noise in measured time-resolved data for time-domain diffuse optical tomography2012

    • Author(s)
      S.Okawa, Y.Endo, Y.Hoshi, Y.Yamada
    • Journal Title

      Medical & Biological Engineering & Computing

      Volume: 50 Pages: 69-78

    • DOI

      10.1007/s11517-011-0774-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of autonomic nervous system on functional neuroimaging : analyses based on the vector autoregressive model2012

    • Author(s)
      Seiyama A, Sasaki Y, Takatsuki A, Seki J
    • Journal Title

      Adv.Exp.Med.Biol.

      Volume: 737 Pages: 77-82

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recognition of human emotions from cerebral blood flow changes in the frontal region : a study with event-related near-infrared spectroscopy2011

    • Author(s)
      Y.Hoshi, J.Huang, S.Kohri, Y.Iguchi, M.Naya, T.Okamoto, S.Ono
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Optics

      Volume: 21 Pages: e94-e101

    • DOI

      10.1111/j.1552-6569.2009.00454.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The role of the prefrontal cortex in the cognitive control of reaching movements-a near-infrared spectroscopy study2011

    • Author(s)
      K.Goto, Y.Hoshi, M.Sata, M.Kawahara, M.Takahashi, M.Murohashi
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Optics

      Volume: 16 Pages: 127003

    • DOI

      10.1117/1.3658757

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Near-infrared spectroscopic study on the effects of chewing on short-term memory2011

    • Author(s)
      M.Wada, I.Kida, Y.Iguchi, Y.Hoshi
    • Journal Title

      Appetite

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Blood oxygenation level-dependent functional magnetic resonance imaging of bilateral but asymmetrical responses to gustatory stimulation in the rat insular cortex2011

    • Author(s)
      I.Kida, Y.Iguchi, Y.Hoshi
    • Journal Title

      NeuroImage

      Volume: 56 Pages: 1520-1525

    • DOI

      10.1016/j.neuruimage.2011.03.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Toward the next generation of NIRS2011

    • Author(s)
      Y.Hoshi
    • Journal Title

      Philosophical Transactions Royal Society A

      Volume: 369 Pages: 4425-4439

    • DOI

      10.1098/rsta.2011.0268

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reduction of image artifacts induced by change in the optode coupling in time-resolved diffuse optical tomography2011

    • Author(s)
      R.Fukuzawa, S.Okawa, S.Matsuhashi, T.Kusaka, Y.Tanikawa, Y.Hoshi, F.Gan, Y.Yamada
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Optics

      Volume: 16 Pages: 116-022

    • DOI

      10.1117/1.3653236

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of image quality of time-domain diffuse optical tomography with 1p sparsity regularization2011

    • Author(s)
      S Okawa, Y Hoshi, Y Yamada
    • Journal Title

      Biomedical Optics Express

      Volume: 2 Pages: 3334-3348

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 脳疾患画像読影のコツとpit fall:基礎知識NIRS2011

    • Author(s)
      星詳子
    • Journal Title

      Medical Rehabilitation

      Volume: 132 Pages: 33-38

  • [Presentation] The road to optical CT2012

    • Author(s)
      Y.Hoshi
    • Organizer
      The 14th conference of Peace through Mind/Brain Science
    • Place of Presentation
      Hamamatsu, Japan(招待講演)
    • Year and Date
      20120214-20120216
  • [Presentation] 光CTへの道2012

    • Author(s)
      星詳子
    • Organizer
      日本生物物理学会北海道支部例会
    • Place of Presentation
      旭川(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-06
  • [Presentation] 次世代NIRSを目指して2012

    • Author(s)
      星詳子
    • Organizer
      日本分光学会近赤外分光部会
    • Place of Presentation
      東京(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-23
  • [Presentation] NIRSを用いた情動計測技術開発のための基盤研究2012

    • Author(s)
      堀翔太, 森公一, 真下武久, 精山明敏
    • Organizer
      第18回BME on Dementia研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学、大阪(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-08
  • [Presentation] 近赤外線時間分解計測法を用いた脳循環代謝研究2011

    • Author(s)
      星詳子
    • Organizer
      第15回酸素ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      佐賀(招待講演)
    • Year and Date
      20110910-20110911
  • [Presentation] 拡散光トモグラフィの現状と展望2011

    • Author(s)
      星詳子
    • Organizer
      第13回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • Place of Presentation
      京都(招待講演)
    • Year and Date
      20110901-20110902
  • [Presentation] First Discovery of NIR Response of Brain Activation and Development to Present Status2011

    • Author(s)
      Y.Hoshi
    • Organizer
      Britton Chance Life, Times, & Legacy Symposium
    • Place of Presentation
      Philadelphia, USA(招待講演)
    • Year and Date
      20110604-20110605
  • [Presentation] ダイナミック・マルチレベル生体光イメージングを目指して2011

    • Author(s)
      星詳子
    • Organizer
      第9回日本光学会・生体医用光学研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-03
  • [Presentation] 「光・音・脳」:神経科学とメディア・アートの融合への試み2011

    • Author(s)
      堀翔太, 森公一, 真下武久, 精山明敏
    • Organizer
      第18回医用近赤外線分光法研究会
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場、岐阜
    • Year and Date
      2011-10-15
  • [Book] NIRSの基礎と臨床2012

    • Author(s)
      星詳子
    • Total Pages
      33-38, 45-54, 82-85, 103-107, 164-168
    • Publisher
      新興医学出版
  • [Book] NIRSの基礎と臨床(章の分担執筆:マルチモダル計測技術)2012

    • Author(s)
      精山明敏、関淳二
    • Total Pages
      97-102(277)
    • Publisher
      新興医学出版

URL: 

Published: 2013-06-26  

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