2016 Fiscal Year Annual Research Report
Controlling neural dynamics and information flow associated with perception-action coupling by using non-invasive brain stimulation
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26282169
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
北城 圭一 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 副チームリーダー (70302601)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鮫島 和行 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (30395131)
川崎 真弘 筑波大学, システム情報工学研究科(系), 助教 (40513370)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 脳・神経 / 経頭蓋磁気刺激 / 経頭蓋電気刺激 / 脳活動計測 / 振動同期ダイナミクス / 神経ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は非侵襲脳刺激により引き起こされる大域的な神経ダイナミクスの変化とその機能的影響を検証することを目的とする。
２８年度はヒトTMS-脳波計測実験解析を継続して行った。脳波の低周波の位相が高周波の振幅を変調する位相振幅カップリングに注目した解析を進めた。位相振幅カップリングは局所的な情報処理を大域的にリンクする機構であることが先行研究で示唆されている。単発TMSと5Hz、11Hz、23Hzでの連発TMSによって、位相振幅カップリングが刺激中に過渡的に上昇することが明らかになった。また位相振幅カップリングの上昇は刺激した局所部位（運動野、視覚野）で最も強かったが、遠隔の領野への伝搬も観察された。さらに単発TMSより連発TMSの方が局所、大域的に強い効果がみられた。これらよりTMSが位相振幅カップリングを制御しうること、及び、効率的に位相振幅カップリングを検知できる新手法であることをが示された。位相振幅カップリングは知覚運動連関に関する情報統合能を反映すると考えられ、TMS-脳波計測実験と解析は個人特性等の理解を進める新規なツールとなりえる可能性が示唆された。さらに体性感覚刺激とTMSとを組み合わせての脳の情報流制御についての実験の検討を進めた。
またtACS-脳波の実験データ解析を進めた。２０分間のtACSの前後で３分間の計算課題である内田クレペリンテストを行い、ヒトの脳波解析を行った。tACSは前頭葉をターゲットとして6Hzと35Hzで行った。6HzでのtACS後には計算課題のパフォーマンスが統計的に有意に上昇し、計算課題時の前頭葉シータ波パワーが刺激前に比べて上昇した。計算課題に無関係な35HzでのtACS後には変化は見られなかった。これらのことからtACSは脳の振動同期ダイナミクスと関連する脳機能に一過的な変化を引き起すことが明らかになった。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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