脳の機能的ネットワークにおける重要度の推定(宇野裕)

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26750384
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 宇野 裕 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, 研究員 (10610024)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 脳波 / 位相同期 / 機能的ネットワーク

Outline of Annual Research Achievements

脳波において各電極の信号はその電極近傍の大脳新皮質に神経細胞の活動の総和であると考えられている。脳波の位相同期は、異なる2個の電極近傍の大脳新皮質の間での情報の伝達に関係すると考えられている。これまでは特定の電極ペアの脳波位相同期を調べることで　、課題遂行時の情報統合の様子を理解しようと試みられてきた。本研究計画では、特定の電極ペアの脳波位相同期に注目するのではなく、可能なすべての脳波位相同期によって構成されるネットワークグラフの構造を利用して、情報統合における各電極の相対的な重要度の推定法を提案した。
提案手法の有効性を確かめるために、検証実験を行った、種々の実験データを解析し従来法による解析結果と提案手法による解析結果の違いを比較検討した。そのために、注意誘発性のα波の調節実験と多義運動知覚を起こす視覚刺激を提示したときに法は計測実験を行った。Posnerパラダイムと呼ばれる注意課題実行時に、α波の強度が変化することはよく知られており、種々の先行研究が存在する。この課題実行時の脳波データを提案手法で解析することで、すでにある知見と一致する結果が得られるか検討した。また、多義運動知覚課題実行時に、被験者ごとの知覚バイアスを提案手法を用いて説明することができるかも合わせて検討した。
提案手法によって、従来の知見と一貫する結果を得た。さらに多義運動知覚課題遂行時には、もともと縦運動が知覚されやすい被験者ほど、前頭の電極Fz付近での重要度が高まっらないと横運動を知覚しにくいということを発見し、提案手法は従来手法より有効な場面が存在することを示した。これらの結果を踏まえ、特許の出願を行った。また、これらの結果を現在論文投稿する準備をしている。