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潜在認知過程による限界の制御とその突破

計画研究

研究領域⼼脳限界のメカニズム解明とその突破
研究課題/領域番号 20H05715
研究種目

学術変革領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅰ)
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

柴田 和久  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (20505979)

研究期間 (年度) 2020-10-02 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
41,210千円 (直接経費: 31,700千円、間接経費: 9,510千円)
2022年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2021年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2020年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワード限界突破 / 脳 / 潜在過程 / 知覚 / 運動 / 学習 / 脳活動計測
研究開始時の研究の概要

本計画班は、健常者の限界を規定する脳メカニズムの解明と限界突破法の開発を推進する。卓越者や病態を抱える患者と比べ、脳構造や身体能力に極端な個人差がない健常者では、心理的要素が能力限界の主な要因となる。本班は、意識的な制御が難しい潜在的な認知過程が心脳限界を左右するという仮説をもとに、代表の柴田の経験と技術を活かした研究開発を行 う。行動実験により限界を定量化し、脳活動測定をもとに限界に関わる脳部位を同定する。同定された脳部位に対し、リアルタイム脳情報解読フィードバックを適用することで、限界を突破するための技術を新たに開発する。

研究成果の概要

本研究は、人間の発揮できる能力の限界が脳の潜在過程によって制御されているという仮説を検証し、その限界を突破するための手法の創出を目的に行った。この目的のため、行動実験パラダイムのデザイン、脳イメージング実験、脳刺激実験を実施した。研究期間中は、コロナ禍による世界的な研究活動の制限や入国制限により外国人研究員の入国が1年半以上も遅れる等の問題に見舞われた。しかしこれまでに、皮膚電気刺激による反応時間の向上や、気を逸らすことで持続的な握力の発揮を促進するなど、テクノロジーや心理学的知見を利用した複数の限界突破法が見出され、一定の研究成果が得られている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

火事場の馬鹿力はなぜ起こるのだろうか?危険時に一瞬で筋肉が強くなることはない。また平常時はいくら頑張っても出せない力が出せるのだから、火事場の馬鹿力は脳の情報処理、特に潜在過程によって制御されていると考えることができる。この制御を騙す方法の発見、この制御に関わる脳部位の解明や、その脳部位を操作する技術の開発は、学術的に価値が高いだけでなく、新しい訓練法等の創出にも繋がる。また慢性疲労症候群に代表されるように、潜在過程が制御する限界が極端に低くなってしまった患者の状態を改善させるための、新たな医療技術のシーズになる可能性もある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ブラウン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立陽明交通大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ブラウン大学/シカゴ大学/カリフォルニア工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] The phase of plasticity-induced neurochemical changes of high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation are different from visual perceptual learning2023

    • 著者名/発表者名
      Lin Shang-Hua N.、Lien Yun R.、Shibata Kazuhisa、Sasaki Yuka、Watanabe Takeo、Lin Ching-Po、Chang Li-Hung
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 5720-5720

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32985-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Decrease in signal-related activity by visual training and repetitive visual stimulation2022

    • 著者名/発表者名
      Marzoll Andreas、Shibata Kazuhisa、Toyoizumi Taro、Chavva Isha、Watanabe Takeo
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 12 ページ: 105492-105492

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105492

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Preserving Agency During Electrical Muscle Stimulation Training Speeds up Reaction Time Directly After Removing EMS2021

    • 著者名/発表者名
      Kasahara Shunichi、Takada Kazuma、Nishida Jun、Shibata Kazuhisa、Shimojo Shinsuke、Lopes Pedro
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2021 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1145/3411764.3445147

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 運動系列学習時の体性感覚の再生による記憶の強化2023

    • 著者名/発表者名
      大橋浩輝、村上健太郎、西岡隼人、古屋晋一、柴田和久
    • 学会等名
      学術変革領域B『限界突破』班会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 脳による限界としてのactive suppression2023

    • 著者名/発表者名
      Sofia Lavrenteva, Kazuhisa Shibata
    • 学会等名
      学術変革領域B『限界突破』班会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 運動系列学習の定着・再定着における一次体性感覚野・運動野の寄与2022

    • 著者名/発表者名
      大橋浩輝、柴田和久
    • 学会等名
      Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Higher-order statistics contained in natural scenes allow task-irrelevant visual perceptual learning of supra-threshold orientation to occur2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhisa Shibata, Daiki Ogawa, Yuka Sasaki, & Takeo Watanabe
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 「心の病」の脳科学 なぜ生じるのか、どうすれば治るのか(第10章担当)2023

    • 著者名/発表者名
      柴田 和久
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065283639
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] fMRI Neurofeedback2021

    • 著者名/発表者名
      Michelle Hampson, Kazuhisa Shibata
    • 総ページ数
      345
    • 出版者
      Academic Press
    • ISBN
      9780128224212
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 心脳限界のメカニズム解明とその突破

    • URL

      https://www.brainlimit.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-10-30   更新日: 2024-01-30  

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