2023 Fiscal Year Annual Research Report
Functional role of the macaque frontopolar cortex for 'thought experiment' during sleep and awake resting state
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22K18665
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
宮本 健太郎 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 (20778047)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山形 朋子 東邦大学, 医学部, 助教 (90584433)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Keywords | 反実仮想 / 睡眠 / 思考実験 / 想像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マカクの覚醒下・睡眠中の大脳ネットワーク動態の変化を調べるために、マカクのEEG-fMRIのシステムを確立し、MRIガントリの中で眠る訓練を施したマカク2頭を対象に、全脳機能マッピングを行った。具体的にはEEG信号に基づいて、覚醒から睡眠に切り替わる「意識の消失」と、睡眠から覚醒に切り替わる「意識の回復」のタイミングをそれぞれ同定し、その時に、神経回路レベルでどのような変化が生じているかをfMRIで計測されるBOLD信号の大きさの変化および、BOLD信号の機能的結合（二領域間の信号の同期）の変化をもとに定量化した。その結果、意識状態の有無によって、前頭極と他の皮質・皮質下領域の間の機能的結合が大きく変化することが見いだされた。反実仮想に関わることが過去の研究代表者らの研究によって知られている前頭極が、睡眠中に働いていることが示唆された。
本研究計画で提唱した仮説「睡眠中の反実仮想」が実際に生じているかどうかを検証するために、健常ヒト成人を対象とした、行動実験およびEEG-fMRI実験を行った。その結果、睡眠中に何らかのイメージを想像した場合（夢の体験を報告した場合）に、反実仮想の処理が働くほど成績が高くなることが予想される課題の成績が向上することが分かった。また、そのイメージの想像のために、視覚野の限局した領域が関わることも分かった。
以上のマカク・ヒトを対象とした研究結果を総合して、睡眠中に前頭極と視覚野が相互作用することで、反実仮想に基づいた思考実験のようなプロセスが働いていることが示唆された。本研究課題の成果に基づいて、展望的メタ認知に基づいた反実仮想と思考実験のメカニズムに関する前頭極と全外側前頭葉の役割に関する新モデルを提案する総説を執筆した。査読の後、Trends in Cognitive Sciences誌にて出版された。
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