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ヒト身体像を構成する神経表象の解明とミラーニューロンシステム仮説の検証

Research Project

Project/Area Number 11J08279
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Cognitive science
Research InstitutionAdvanced Telecommunications Research Institute International

Principal Investigator

小川 健二  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Declined (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords脳機能イメージング / 視覚運動制御 / 運動学習 / 身体像 / 内部モデル / 機能的磁気共鳴画像測定 / fMRI / 脳情報復号化法 / 機械学習 / Sparse Logistic Regression / 到達運動 / 把握運動 / ヒト脳機能
Research Abstract

ヒトは,自らの身体状態のイメージ(身体像)を脳内で動的に推定しており,さらに自己の身体像は他者認知の基盤ともなっていると考えられる(ミラーニューロンシステム仮説).また身体像は,日々変化する環境,あるいは身体や道具の特性に適応する必要があり,このためには運動指令や環境変化を予測可能な脳内の内部モデルの学習が不可欠である.そこで本研究は,このような身体像の基盤となる内部モデルの神経表象を明らかにするため,ヒトが2種類の感覚運動変換に適応した後の脳活動を機能的磁気共鳴画像法(functional MRI)で計測し,それぞれの変換条件を表象する脳部位の特定を試みた.
先行研究から,ヒトは複数の運動スキルを同時並行的に学習可能な点が示されているが,これは個々のスキルに対応した複数の内部モデルが脳内に獲得されているものと考えられる.実験ではジョイスティックを使った視覚トラッキングを用い,実験参加者は2種類の相反する回転変換(+90度または-90度)に同時適応した.そして,運動中のfMRI活動に対してマルチボクセルパターン分析(MVPA)を用い,変換条件が識別可能か検討した.また回転変換条件と,低次の運動キネマティクスとの違いを明示的に区別するため,2種類のターゲット軌跡パターンを設け,異なる変換条件と軌跡パターンの組合せに対する識別器の汎化精度を調べた.結果から,感覚運動野,補足運動野,および小脳前部の活動パターンを使って回転変換の識別が可能であった.本研究から,感覚運動関連野および小脳で異なる感覚運動マッピングが表象されていることが明らかとなった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

これまでの成果から,マルチボクセルパターン分析(MVPA)を使うことで,従来の分析は不可能であった複数の内部モデルの神経表象を厳密に明らかにすることに成功し,この成果はThe Journal of Neuroscienceに受理された.これらの点から研究進捗は順調であると考える.

Strategy for Future Research Activity

今後は,これまでに明らかとなった自己の身体像が,どのように他者の認識にも使われているのかを検証する予定である.fMRIを用いた多変量解析手法を使うことで,ヒトの社会認知におけるミラーニューロンシステム仮説の厳密な検証が可能であると考える.

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Human sensorimotor cortex represents conflicting visuomotor mappings2013

    • Author(s)
      Ogawa K.
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 33 Issue: 15 Pages: 6412-6422

    • DOI

      10.1523/jneurosci.4661-12.2013

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A functional MRI study of a picture-sentence verification task : evidence of attention shift to the grammatical subject2013

    • Author(s)
      Iwabuchi, T., Inui, T., Ohba, M., Oeawa, K.
    • Journal Title

      NeuroReport

      Volume: 24 Issue: 6 Pages: 298-302

    • DOI

      10.1097/wnr.0b013e32835f8826

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 視覚運動学習における2種類の回転変換に特異的な神経表象の検討2012

    • Author(s)
      小川健二
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: Vol. 112, No. 232 Pages: 11-16

    • NAID

      110009636855

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] 複文理解における階層構造処理に関する神経機構の検討:fMRI研究2012

    • Author(s)
      岩渕俊樹, 乾敏郎, 小川健二
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術報告

      Volume: TL2011-54 Pages: 1-6

    • NAID

      110009482173

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] イメージが介在する認知処理とその脳内基盤-自己と外部運動イメージに関わる神経基盤-

    • Author(s)
      小川健二
    • Journal Title

      イメージ心理学研究

      Volume: 印刷中(印刷中)

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Neural substrates of lag adaptation in motor systems2013

    • Author(s)
      Cai C.
    • Organizer
      Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation (SNR2013)
    • Place of Presentation
      国立障害者リハビリテーションセンター(埼玉県)
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 身体化による認知に関わる脳内基盤:ミラーシステム2012

    • Author(s)
      小川健二
    • Organizer
      同志社大学文化情報学部「身体認知論」
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-11-12
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Neural representation of observed object-directed actions in the parietal and premotor cortices2012

    • Author(s)
      Ogawa K.
    • Organizer
      Mirror neuron : 20 years after the discovery
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-09-09
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Detect the Bereitschaftsmagnetfeld using Variational Bayesian Multimodal EncephaloGraphy (VBMEG)2012

    • Author(s)
      Cai, C., Ogawa, K., Imamizu, H.
    • Organizer
      Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation
    • Place of Presentation
      国立障害者リハビリテーションセンター学院(埼玉県)
    • Year and Date
      2012-03-14
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Cortical mechanisms underlying the processing of Japanese hierarchically embedded sentence structure2012

    • Author(s)
      Iwabuchi T.
    • Organizer
      4th annual Neurobiology of Language Conference
    • Place of Presentation
      San Sebastian, Spain
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Multiple time constants in sensorimotor adaptation : a model-based fMRI study2012

    • Author(s)
      Ogawa K.
    • Organizer
      42nd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Neural correlates for two-state models of sensorimotor learning2012

    • Author(s)
      Imamizu H.
    • Organizer
      35th annual meeting of Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      Aichi, Japan
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Localize the Bereitschaftsmagnetfeld using Variational Bayesian Multimodal EncephaloGraphy (VBMEG)2012

    • Author(s)
      Cai C.
    • Organizer
      35th annual meeting of Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      Aichi, Japan
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Prediction of performance errors from brain activity during motor preparation2012

    • Author(s)
      Oohata R.
    • Organizer
      35th annual meeting of Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      Aichi, Japan
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動前のMEG脳活動を用いたエラーの予測2012

    • Author(s)
      大畑龍
    • Organizer
      第6回Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      生理学研究所(愛知県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Directional tuning of cortical activity estimated by vbmeg during wrist movements2011

    • Author(s)
      Ogawa, K., Imamizu, H., Sato, M.
    • Organizer
      第34回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-09-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of the inferior frontal gyrus in understanding hand actions performed in social contexts2011

    • Author(s)
      Shibata, H., Inui, T., Ogawa, K.
    • Organizer
      第34回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-09-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Neural correlates for shifting grammatical subject : A functional magnetic resonance imaging study2011

    • Author(s)
      Iwabuchi, T., Ohba, M, Inui, T., Ogawa, K.
    • Organizer
      IEEE International Conference on Complex Medical Engineering
    • Place of Presentation
      Harbin, Heilongjiang, China
    • Year and Date
      2011-05-22
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] 高次脳機能障害Q&A2011

    • Author(s)
      小川健二(共著)
    • Total Pages
      236
    • Publisher
      新興医学出版社
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] 「認知心理学ハンドブック」日本認知心理学(編)

    • Author(s)
      小川健二(共著)
    • Publisher
      有斐閣(印刷中)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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