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Studies on the extrageniculate pathway by using eye movements

Research Project

Project/Area Number 19K22886
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionKansai Medical University (2020)
National Institute of Information and Communications Technology (2019)

Principal Investigator

宮内 哲  関西医科大学, 医学部, 非常勤講師 (80190734)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 仲泊 聡  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (40237318)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords眼球運動 / 膝状体外路系 / 瞳孔径 / サッケード / 瞳孔 / 視覚障害 / 意識
Outline of Research at the Start

視覚野の損傷により全盲であるにもかかわらず障害物を避けて歩ける人がいる。ヒトの視覚情報処理経路には二種類ある。網膜から外側膝状体を経て第一次視覚野に投射する膝状体路系と,網膜から上丘・視床枕・扁桃体等に投射する膝状体外路系である。一次視覚野の損傷により全盲であっても,膝状体外路系を用いて障害物を察知していると考えられる。しかし従来の視覚に関する研究のほとんどは,膝状体路系に関するものであり,ヒトの視覚情報処理における膝状体外路系の役割はほとんど不明である。本研究は心理物理学的手法と眼球運動計測によりヒトの膝状体外路系の機能の解明を目的とする。実験に際しては,被験者の同意を得た上で実験を行う。

Outline of Annual Research Achievements

健常被験者及び膝状体路系の障害による視覚障害者の膝状体外路系機能を眼球運動及び瞳孔径を指標として調べるための高速眼球運動記録・解析システムを構築した。
具体的には,リフレッシュ・レートが250Hz(4ms)のディスプレイ,250Hzで視覚刺激を提示できるGPUボードを採用したコンピューターと,500Hz(両眼)及び1000Hz(単眼)のサンプリング・レートで眼球運動及び瞳孔径を計測できるアイ・トラッカーを組み合わせて,計測・解析のためのプログラムを作成した。眼球運動及び瞳孔径を500~1000Hzで記録・解析できるシステムは従来から存在したが,視覚刺激の呈示時間は60Hz(16.7ms)に過ぎず,膝状体外路系の機能を調べるには不十分だった。本システムにより,高速で提示される視覚刺激に対する眼球運動及び瞳孔径を高いサンプリング・レートで記録できるようになり,潜時の短いエクスプレスサッケードや,持続時間の短い修正サッケードを正確に記録・解析することが可能になった。
当初の計画では,令和2年度は健常者,令和3年度は研究分担者が所属する施設において,膝状体路系の障害による視覚障害者を被験者にして眼球運動の実験を行う予定であった。しかし新型コロナウイルスの感染拡大に伴う実験の制限により,現時点では視覚障害者を被験者にした実験の目途が立てられない状態にある。現在は研究室のごく少数の健常被験者を用いて予備的実験を行っている。コロナによる実験の制限が解除され次第,健常被験者による実験と,視覚障害者を被験者にした実験を行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究課題を遂行するための眼球運動・瞳孔径計測システムは構築できたが,新型コロナウィルスの感染拡大に伴い,広範に被験者を募って行う実験が制限されている。また視覚障害者を被験者にした実験も事実上禁止されているため,遅れが出ている。そのため,現在は研究室のごく少数の被験者を用いて予備的実験を行っている。
また眼球運動計測システムも,コロナの影響により,必要な機材の納入が遅れたため,遅れが生じた。

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画では,令和3年度は,研究分担者が所属する理化学研究所(神戸)及び神戸アイセンター病院において,膝状体路系の障害による視覚障害者を被験者にして眼球運動の実験を行う予定であった。しかし新形コロナウイルスの感染拡大に伴う実験の制限により,現時点では視覚障害者を被験者にした実験の目途が立てられない状態である。現在は研究室のごく少数の健常被験者を用いて予備的実験を行っており,コロナによる実験の制限が解除され次第,健常者による実験と,視覚障害者を被験者にした実験を行う。

Report

(2 results)
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report

Research Products

(16 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Default Mode Networkと睡眠時の自発性脳活動2021

    • Author(s)
      宮内哲 寒重之
    • Journal Title

      脳神経内科

      Volume: 94 Pages: 200-205

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] 脳波黎明期における Loomisの知られざる功績(その4)2020

    • Author(s)
      宮内哲
    • Journal Title

      Japanese Journal of Clinical Neurophysiology

      Volume: 48 Issue: 2 Pages: 74-80

    • DOI

      10.11422/jscn.48.74

    • NAID

      130007831298

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] fMRIと脳波の同時計測による睡眠と意識の研究2020

    • Author(s)
      宮内哲
    • Journal Title

      精神医学史研究

      Volume: 46 Pages: 72-77

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] アンジェロ・モッソ -魂の重さを測った研究者-2020

    • Author(s)
      宮内哲
    • Journal Title

      精神療法

      Volume: 46 Pages: 511-513

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] 脳機能イメージングと睡眠2020

    • Author(s)
      宮内哲 寒重之
    • Journal Title

      睡眠医療

      Volume: 14 Pages: 335-340

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] 脳波黎明期におけるLoomisの知られざる功績 その32020

    • Author(s)
      宮内哲
    • Journal Title

      Japanese Journal of Clinical Neurophysiology

      Volume: 48 Issue: 1 Pages: 15-22

    • DOI

      10.11422/jscn.48.15

    • NAID

      130007795468

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 脳波黎明期におけるLoomisの知られざる功績 その12019

    • Author(s)
      宮内哲
    • Journal Title

      Japanese Journal of Clinical Neurophysiology

      Volume: 47 Issue: 4 Pages: 182-192

    • DOI

      10.11422/jscn.47.182

    • NAID

      130007689191

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interdecadal changes of nerve conduction studies of lower limb in healthy Japanese subjects2019

    • Author(s)
      宮内哲
    • Journal Title

      Japanese Journal of Clinical Neurophysiology

      Volume: 47 Issue: 6 Pages: 519-525

    • DOI

      10.11422/jscn.47.519

    • NAID

      130007756775

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 閉眼時瞳孔径と眼位の計測法の開発 ‐予備的研究‐2021

    • Author(s)
      宮内哲 川上彰 小寺正敏 兵頭政春 堀田建仁 今渕貴志 プリマ・オキ・ディッキ
    • Organizer
      第31回日本生理心理学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] A New Method to Measure the Pupil Size and the Eye Position of Closed Eyes2021

    • Author(s)
      Miyauchi S, Kawakami A, Kotera M, Hyodo M, Hotta K, Imabuchi T, Prima ODA
    • Organizer
      European Conferences on Biomedical Optics
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 求心性視野狭窄・中心暗点シミュレーションにおける眼球運動の測定2020

    • Author(s)
      久保寛之 堀口浩史 古田歩 早乙女慶輔 仲泊聡 中野匡
    • Organizer
      第124回日本眼科学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 視標のサイズと輝度における全方向へのサッケード平均潜時への影響2020

    • Author(s)
      早乙女慶輔 仲泊聡 久保寛之 古田歩 堀口浩史 高橋政代 中野匡
    • Organizer
      第9回日本視野画像学会学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 視覚探索中の眼球運動による視野特性の計測2019

    • Author(s)
      仲泊聡, 古田歩, 髙橋あおい, 早乙女慶輔, 久保寛之, 堀口浩史, 小出直史, 髙橋政代, 中野匡, 宮内哲
    • Organizer
      第61回日本産業・労働・交通眼科学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] 睡眠学第2版 第9章13節 fMRIによる睡眠研究2020

    • Author(s)
      日本睡眠学会編 宮内哲 三﨑将也 寒重之 阿部高志
    • Total Pages
      696
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254301205
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 脳波の発見 -ハンス・ベルガーの夢-2020

    • Author(s)
      宮内哲
    • Total Pages
      138
    • Publisher
      岩波書店
    • ISBN
      9784000296939
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 眼球状態観察方法および眼球状態観察システム2021

    • Inventor(s)
      宮内哲
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人関西医科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-059445
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2021-12-27  

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