2014 Fiscal Year Annual Research Report
平均特性と個人間変異の統合による重層的認知制御機構の神経基盤の解明
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24240041
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
齋木 潤 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (60283470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 洋紀 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 助教 (10332727)
杉尾 武志 同志社大学, 文化情報学部, 准教授 (60335205)
野村 理朗 京都大学, 教育学研究科(研究院), 准教授 (60399011)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 認知制御 / fMRI / 個人間変異 / 脳波測定 / 遺伝子多型解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
認知制御の神経基盤について、認知制御に関する課題成績の個人差を大規模サンプルで検討する実験と、視覚作働記憶、行動制御課題、両眼闘争、パターン認識の個別認知課題の検討を継続した。脳機能の個人差の検討は、これまで集めた50名のデータ（課題成績、課題中の脳機能イメージ、遺伝子多型、性格特性に関する質問紙）を解析した。さらに分析の精度を上げるために、これまでのデータに加えて、新たに50名のデータを採取した。
視覚作働記憶では、刺激の選択的符号化、保持に関する脳波測定実験のデータの追加と分析を行い、、空間的特徴、非空間的特徴の抑制は記憶成績をそれぞれ低下、向上させること、この2つの効果は異なる脳波成分が関与していることを明らかにした。
運動制御を要するGo/Nogo課題成績の個人差に関わるセロトニントランスポータ遺伝子の多型の関与を明らかにした。また経頭蓋直流電流刺激法により、注意制御を要する知覚的負荷課題成績が向上すること、およびその効果への後部帯状回および前頭前野内側部の関与を、fMRIにより明らかにした。
両眼視野闘争中に視覚的意識が変動する際の視覚野の活動を、fMRIを用いて詳細に調べた。視覚的意識と、その対象となる視覚刺激をレチノトピックに表象する活動および刺激の呈示されていない周辺視野を表象する領域の活動（ノンレチノトピック活動）の関係を、視覚処理の階層性に注目して解析した。両眼視野闘争には視覚野における異なる２つの処理が関与していることを示唆する結果を得た。
大域的読解時に認知的制御に関わる知見に関して、課題の改良を行い追加の分析を行った。その結果、大域的読解時に線条外皮質や尾状核の活動がより高くなること、これらの活動差は、大域的読解時に表を構成するオブジェクト間の競合、課題と関連しない優勢な局所的読解により生じる行為スキーマの抑制が関与することを明らかにした。
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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
個人差研究：最初に集めた50名のデータについては大よその分析を終了し、どういった個人要因が認知制御の個人差を規定しているのかについて、示唆を得ることができている。新たに集められた50名のデータについては分析をするための前処理までが終了しており、今後更に解析を進めていく。
作動記憶実験：選択的浮動化の際の認知制御の様態に関する新たな知見を得ることができ、当初の目標は達せられたと言える。
行動制御：主には平成25年度に確立したtDCSによる行動制御指標との相関研究を発展させ、平成26年度はMRIを用いてその基盤となる脳領域および脳領域間結合を明らかにしたように、当初予定していた研究計画がほぼ達成されたものと評価できる。
両眼視野闘争：本課題の目標は視覚的意識の変動の個人差と注意機能の個人差の関連性を明らかにすることであった。このために視覚的意識と視覚的注意に関連する活動を分離する必要がある。この下位課題は、注意の統制を行っていないなどいくつかの問題点はあるものの、昨年度の発見によって達成できたと考えている。
パターン認識：昨年度、グローバル読解時により強く働く認知的制御が、どの程度抑制的な機能を反映しているかについて、グローバルとローカル課題で反応が一致した場合と一致しない場合を実験条件として設定した課題をfMRIにおいて実施し始めたが、まだ十分な数の参加者を確保できていない。さらに、昨年度分析を進めた課題についてはDCM（Dynamic Causal Modelling）を行う上で適しておらず、出来るだけ早い段階で十分な数の参加者を確保して分析に移ることが必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
個人差研究：新たに集められた50名分のデータに対し、さらに分析を進めていく。これまでに集めた50名分のデータと合わせて、多変量解析の観点からも認知制御の個人差について検討し、これらを規定している要因について明らかにする。得られた成果を、北米神経科学会での学会発表および論文として公表することを目指す。
視覚的作動記憶、行動制御：平成26年度の実験系においてデータを追加するとともに、得られた研究成果を原著論文としてまとめ、一流の国際学術雑誌への掲載・受理を目指す。
両眼視野闘争：両眼視野闘争中に視覚的注意を統制する課題を行い、視覚野におけるノンレチノトピック活動と視覚的注意の関係を明らかにする。同時に、視覚野のノンレチノトピック活動だけでなく、レチノトピック活動および、前頭・頭頂の知覚交替に関連した活動を抽出する。この三者と知覚交替のダイナミクスの関係に注目した解析を行うことで、両眼闘争の重層的認知制御のモデリングを行う。
パターン認識：できるだけ速やかに現在実施中の実験を終えるために、参加者の確保および実験実施時の補助、およびマニュアル化できる個所については分析を行うことを業務として大学院生の雇用を検討している。さらに、図表のグローバル読解モデルを構築するにあたって、同志社大学文化情報学部下嶋篤教授などとのディスカッションを行っていくことを予定している。
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[Journal Article] Involvement of serotonin transporter gene polymorphisms (5-HTT) in impulsive behavior in the Japanese population.2015
Author(s)
Nomura, M., Kaneko, M., Okuma, Y., Nomura, J., Kusumi, I., Koyama, T., Nomura, Y.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 10
Pages: e0119743
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Multiple neural mechanisms for coloring words in synesthesia.2014
Author(s)
Yokoyama, T., Noguchi, Y., Koga, H., Tachibana, R., Saiki, J., Kakigi, R., & Kita,S.
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Journal Title
NeuroImage
Volume: 94
Pages: 360-371
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Activity in early visual areas predicts interindividual differences in binocular rivalry dynamics.2014
Author(s)
Yamashiro, H., Yamamoto, H., Mano, H., Umeda M., Higuchi, T., & Saiki, J.
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Journal Title
Journal of Neurophysiology
Volume: 111
Pages: 1090-1202
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Subtype- and phenotype-specific altered functional connectivity of social anxiety.2014
Author(s)
Kajimura, S., Kochiyama, T., Nakai, R., Abe, N., Nomura, M.
Organizer
NeuroScience 2014
Place of Presentation
Washington DC, USA
Year and Date
2014-11-15 – 2014-11-19
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