2018 Fiscal Year Annual Research Report
Developmental dynamics of human brain from pattern formation to generation of behaviors
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26220004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
多賀 厳太郎 東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (00272477)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 重人 京都大学, 医学研究科, 教授 (80432384)
藤本 仰一 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (60334306)
佐藤 譲 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (30342794)
高橋 尚人 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (50197159)
高桑 徹也 京都大学, 医学研究科, 教授 (40244933)
保前 文高 首都大学東京, 人文科学研究科, 准教授 (20533417)
小薮 大輔 武蔵野美術大学, 造形学部, 准教授 (60712510)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 胎児 / 乳児 / 脳 / 睡眠 / NIRS / MRI / 発達 / ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト胚子・胎児のMR画像、CT画像、連続組織切片等を用い、コンピュータ上で再構成を行い、脳・感覚器・血管系・頭蓋骨の形態形成を発生段階ごとに3次元可視化、定量化を行ってきた。特に、本年度は、胚子期の脳の連続組織切片データの分析より、脳のサブプレート層の発達が側頭部から拡がることを明らかにした。また、複雑な構造を持つ中顔面骨格の発達が、幾何学的形態計測手法により定量化された。さらに、頭蓋骨の各骨要素に分離した再構成により、各脳部位の成長速度に応じて頭蓋骨が部位特異的に発達することを示唆する証拠を得た。
早産児で撮像されたMRI構造画像より白質・灰白質表面（脳表）・頭表を再構成し、fNIRS計測部位と脳部位との対応を明らかにした。また、早産児のfNIRS計測により、自発活動の脳領域間に位相差が認められた。新生児・乳児で計測したfNIRS信号の分析を行い、音声刺激時の前頭葉と他の領域との間の動的機能結合が発達とともに広がっていくことや、自発活動の位相が主要な脳溝の腹側から背側へと遅れることを見つけた。さらに、乳児において、動睡眠から静睡眠へと状態の変化に伴い、fNIRS信号が空間的に同期したパターンから非同期のパターンへ変化するとともに、特徴的な脳波パターンの変化と対応づけられることが明らかになった。
脳の代謝・自発活動・組織の力学特性等に焦点を当て、脳の形態形成、回路形成、機能発現の機構を包括的に理解するための理論的な取り組みを行なってきた。本年度は、脳の皺形成に焦点を当てた物理的変形モデルを構築し、皮質の組織の成長率の高い部位に脳溝が形成されることを明らかにした。また、皮質表面上での神経活動の伝搬過程を理論的に解析し、進行波の方向は皮質の曲面の最短経路に一致することを理論的に予測した。さらに、自発活動が皮質の成長の促進作用を通じて脳溝形成に影響を及ぼしうることを理論的に考察した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(31 results)
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[Book] こどもの音声2019
Author(s)
保前文高 (日本音響学会編）
Total Pages
254 (13-24)
Publisher
コロナ社
ISBN
978-4-339-01341-2
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