高空間分解能ｆＭＲＩによるヒト下側頭葉の物体選択性領域群に関する研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25242079
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 程・ 康 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 副チームリーダー (70425635)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ヒト / 物体視 / 下側頭葉皮質 / 物体選択性領域群 / 高空間解像能fMRI

Outline of Annual Research Achievements

高空間分解能fMRI技術をもちいて、ヒト下側頭葉皮質後部領域における0.75ミリ程度の局所領域の平均的神経活動の物体カテゴリーレベルおよびサブテゴリーレベルでの選択性を調べた。
本年度は、引き続き、ヒト下側頭葉皮質（紡錘状回とそのまわりの大脳皮質）で高空間分解能のエコープラナーイメージング（EPI）撮像法を行うため必要の信号雑音比（SNR）の高める実験を行った。そのために、新しい開発したパラレルイメージング技術と専用の多チャンネル受信RFコイルをもちいて、ファントムおよび健常なヒト被験者をもちいて撮像パラメーターを調整して、実験を進めた。
次に、低空間分解能（面内解像度～３－４ミリ）のEPI撮像法と色々なカテゴリーの物体（ヒトの顔、街並、普通の物体、その他）刺激をもちいて、個々の被験者の紡錘状回とそのまわりの大脳皮質について各カテゴリーに対する選択性を持つ物体関連領域（物体のカテゴリーによらず、物体を見るときに共通に賦活される外側後頭複合領域「lateral occipital complex = LOC野」、顔に対する選択的反応する紡錘状回顔領域「fusiform face area = FFA野」および街並に対する選択的反応する海馬傍回場所領域「parahippocampal place area= PPA野」）を同定した。
最後に、各被験者のFFA野に対して、低解像度（～3.5ミリ）と高解像度（～0.75ミリ）の実験を行い、それぞれの解像度で、顔刺激に対する選択性と他のカテゴリーの物体刺激に対する選択性を比較した。高い解像度の実験で、顔刺激に対して高い選択性を示す結果を確かめた。現在は、これらの結果を定量化し、ヒト下側頭葉皮質後部領域における物体視コラム構造の構成について研究を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

高空間解像能fMRIをもちいて、ヒト下側頭葉皮質物体選択性領域群の同定に成功した。さらに、FFA野における顔刺激に対して高い選択性を確認した。これらの実験方法と結果は、今後ヒト下側頭葉皮質後部領域における物体視コラム構造の解明に大きく寄与するものである。

Strategy for Future Research Activity

複数の被験者で、FFA野における顔刺激に対して高い選択性の結果を再現する。これらの結果を基づいて、ヒトヒト下側頭葉皮質後部領域における物体視コラム構造の構成を定量的に調べる。

Research Products

• [Journal Article] Neural basis of decision-making guided by emotional outcomes. (2015)
  • Author(s): Katahira, K., Matsuda, Y.-T., Fujimura, T., Ueno, K., Asamizuya, T., Suzuki, C., Cheng, K., Okanoya, K., and Okada, M.
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1152/jn.00564.2014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neural encoding of opposing strategy values in anterior and posterior cingulate cortex. (2015)
  • Author(s): Wan X.-H., Cheng, K., and Tanaka, K.
  • Journal Title: Nature Neuroscience Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1038/nn.3999
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] What we have learnt about human primary visual cortex from high-resolution functional magnetic resonance imaging. (2015)
  • Author(s): Cheng, K.
  • Journal Title: Magnetic Resonance in Medical Sciences Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高解像度fMRIを通してヒト視覚皮質について学んだこと. (2014)
  • Author(s): 程 康
  • Organizer: 第４２回日本磁気共鳴医学大会シンポジウム「fMRIでみる脳 -視覚コラムからシステムまで-」
  • Place of Presentation: 京都市、京都府、ホテルグランヴィア京都
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
  • Invited
• [Presentation] fMRI研究における生理学的ノイズ除去手法の最適化. (2014)
  • Author(s): 鈴木千里、上野賢一、Roy Allen Waggoner、程 康
  • Organizer: 第４２回日本磁気共鳴医学大会
  • Place of Presentation: 京都市、京都府、ホテルグランヴィア京都
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] SPM8を用いた機能画像標準化法についての検討. (2014)
  • Author(s): 浅水屋剛、上野賢一、程 康
  • Organizer: 第４２回日本磁気共鳴医学大会
  • Place of Presentation: 京都市、京都府、ホテルグランヴィア京都
  • Year and Date: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [Presentation] Exploring human visual cortex with high-resolution fMRI. (2014)
  • Author(s): Cheng, K.
  • Organizer: 第３７回日本神経科学大会シンポジウム「脳広域ネットワークの機能構築イメージングにむけた挑戦」
  • Place of Presentation: 横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
  • Invited
• [Presentation] Neural mechanisms of integrating others’ outcomes to make one’s own decision. (2014)
  • Author(s): Fukuda, H., Suzuki, S., Ma, N., Harasawa, N., Ueno, K., Gardner, J.L., Ichinohe, N., Haruno, M., Cheng, K., and Nakahara, N.
  • Organizer: 第３７回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Probing face selectivity in human inferotemporal cortex with high-resolution fMRI. (2014)
  • Author(s): Tanskanen, T., Kao, C.-H.T., Waggoner, R.A., Ueno, K., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • Organizer: 第３７回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Representation of viewpoints at different spatial scales in human occipital face area. (2014)
  • Author(s): Kao, C.-H.T., Tanskanen, T., Ueno, K., Waggoner, R.A., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • Organizer: 第３７回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Studying physiological properties in human visual cortex using a high-resolution single-voxel fMRI approach (2014)
  • Author(s): Cheng, K.
  • Organizer: The 10th Asia-Pacific Conference on Vision Symposium “Functional and Structural MRI of Visual Brain Network”
  • Place of Presentation: 高松市、香川県、香川国際会議場
  • Year and Date: 2014-07-19 – 2014-07-22
  • Invited
• [Presentation] Hue selectivity in human visual cortex studied by fMRI with a novel stimulation paradigm. (2014)
  • Author(s): Kuriki, I., Sun, P., Ueno, K., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • Organizer: The 10th Asia-Pacific Conference on Vision Symposium “Functional and Structural MRI of Visual Brain Network”
  • Place of Presentation: 高松市、香川県、香川国際会議場
  • Year and Date: 2014-07-19 – 2014-07-22
• [Presentation] Frequency-specific interhemispheric connectivity and perceptual bias in apparent motion perception. (2014)
  • Author(s): Mizuno, Y., Kawasaki, M., Shimono, M., Miniussi, C., Ueno, K., Suzuki, C., Asamizuya, T., Cheng, K., and Kitajo, K.
  • Organizer: The 20th Annual Meeting of the Organization of Human Brain Mapping
  • Place of Presentation: Hamburg, Germany, CCH-Congress Center in Hamburg
  • Year and Date: 2014-06-08 – 2014-06-12
• [Remarks] 理化学研究所・研究室主宰者一覧・程 康
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/bsi/rrc/funct_magn_reson_img/
• [Remarks] 理化学研究所・脳科学総合研究センター・機能的磁気共鳴(fMRI)測定支援ユニット・ユニットリーダー
  • URL: http://www.brain.riken.jp/jp/faculty/details/56
• [Remarks] 革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト・代表機関（理化学研究所）
  • URL: http://brainminds.jp/central/core
• [Remarks] 理化学研究所・脳科学総合研究センター・認知機能表現研究チーム
  • URL: http://www.brain.riken.jp/labs/cbms/index.html
• [Remarks] 埼玉大学・脳末梢科学研究センター
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp