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脳機能データ解析における内因性および外因性信号の定量化技術の開発

Research Project

Project/Area Number 18F18706
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Cognitive science
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology
Host Researcher 西本 伸志  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (00713455)
Foreign Research Fellow COHEN DROR  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-07-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
KeywordsfMRI / 認知機能 / 大脳皮質 / FMRI / エンコーディングモデル / 自然知覚 / 機能的結合
Outline of Annual Research Achievements

脳は視聴覚を代表とする感覚器を通して外界の入力(外因性情報)を受け取り、脳内部における神経ネットワークに由来する信号(内因性情報)と統合した情報処理を行うことで合目的な行動を行っている。従来の研究において、多くの場合このような外因性の信号と内因性の信号は個別の研究対象とされてきたが、ヒトの日常生活を司る脳機能を理解するためにはこれらの情報がどのように連関するかを理解することが重要である。この目的のため、本研究ではヒト被験者について動画視聴と様々な認知タスクを同時に行ってもらい、課題遂行中の脳活動についてfMRI(機能的磁気共鳴画像法)を用いて全脳計測した。計測された脳活動について、外界由来の情報および感覚領野と各種脳内ネットワークとの機能的相関を個別に計算し、これらが認知タスクに依存して変化する様子を定量的に解析した。その結果、外因性の視聴覚情報に注意を行っている状態に比べ、内的注意を伴う認知タスク遂行下においては外因性情報の再現性および感覚領野と脳内ネットワークの機能的相関がともに減少していた。これらの結果は、外因性・内因性情報の動的なインタラクションが認知状態に依存して変化すること、およびそれらを実験体・定量的に評価可能であることを示唆する。
本研究は、外国人特別研究員Dror Cohen氏と受け入れ研究者である西本の2名で実験・解析系の考案を行った。fMRIを用いたヒト脳活動計測実験、心理実験及び解析は主にDror Cohen氏が行い、2名によりその結果等について議論と考察を行った。また本件及び関連する技術開発について、2019年度は1件の論文発表および1件の学会発表を行った。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(5 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] A general spectral decomposition of causal influences applied to integrated information2020

    • Author(s)
      Dror Cohen, Shuntaro Sasai, Naotsugu Tsuchiya, Masafumi Oizumi
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience Methods

      Volume: 330 Pages: 108443-108443

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2019.108443

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modulation of extrinsic and intrinsic processing by naturalistic audiovisual stimulation2019

    • Author(s)
      Cohen D, Nishimoto S.
    • Organizer
      Conference on Computational Cognitive Neuroscience
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳情報表現の定量とブレイン・マシン・インターフェース2019

    • Author(s)
      西本伸志
    • Organizer
      第21回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Decoding of functional information in the brain: Neuroscience + AI2018

    • Author(s)
      Shinji Nishimoto
    • Organizer
      UK-Japan AI Academic Workshop
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 脳を読み解く:情報・イメージ・言葉2018

    • Author(s)
      西本伸志
    • Organizer
      第26回脳の世紀シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2018-07-26   Modified: 2021-01-27  

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