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脳の使い方を学ぶ精神活動・運動トレーニング法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 16K16649
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 基盤・社会脳科学
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

廣瀬 智士  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, 研究員 (70590058)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードfMRI / 脳 / 個人差 / 学習法 / 脳機能解析 / 脳機能行動解析 / 新規学習法
研究成果の概要

課題中の脳活動が空間解像度高く計測できる機能的磁気共鳴装置(以下fMRI)で撮像した脳機能画像から機械学習を用いて課題の成績と関連する脳活動のパターンを取り出し、成績が高い人の活動パターンを真似ることで、脳の使い方を模倣し、学習を促進することを目指した。しかし、本研究期間内では、学習に使用するのに十分な精度で課題の成績と関連する脳活動のパターンを同定することができず、学習促進を達成するには至らなかった。目的を達成するにはよりfMRI信号内のノイズに頑強な機械学習法、画像処理法の開発を進めるとともに、より多人数を対象とした実験が必要であると考える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は脳の使い方の個性を体系的、明示的に捉える方法を提案し、それを基にまったく新しい精神活動や運動のトレーニング法を提案するための初めての試みであった。本研究において、被験者数が少なかったなどの原因により、fMRI信号から学習に使用するのに十分な精度で課題の成績と関連する脳活動のパターンを同定することができなかったが、今後、解析法の開発や、大規模実験の実施により、上記目標が達成できる可能性を示唆した。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Cortical activation associated with motor preparation can be used to predict the freely chosen effector of an upcoming movement and reflects response time: An fMRI decoding study2018

    • 著者名/発表者名
      Hirose Satoshi、Nambu Isao、Naito Eiichi
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 183 ページ: 584-596

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2018.08.060

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neuronal Substrates Underlying Performance Variability in Well-Trained Skillful Motor Task in Humans2016

    • 著者名/発表者名
      Mizuguchi N, Uehara S, Hirose S, Yamamoto S, Naito E.
    • 雑誌名

      Neural Plasticity

      巻: 2016 ページ: 1245259-1245259

    • DOI

      10.1155/2016/1245259

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Valid and powerful statistical test for decoding accuracy - proposal of iPIPI2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hirose
    • 学会等名
      Neuro 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Valid and powerful second-level statistical test for decoding accuracy -proposal of iPinPin2019

    • 著者名/発表者名
      廣瀬智士
    • 学会等名
      第3回ヒト脳イメージング研究会; P10
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Valid and powerful second-level statistical test for decoding accuracy - proposal of iPinPin2019

    • 著者名/発表者名
      廣瀬智士
    • 学会等名
      第13回MotorControl研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 課題特異的局所性ジストニア(FTSD)患者の1時運動/体性感覚野での体部位再現2017

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 智士, 北 佳保里, 内藤 栄一, 花川 隆
    • 学会等名
      第11回Mtor Control研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 課題特異的局所性ジストニア患者の一次運動・体性感覚野での体部位再現2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 智士、北 佳保里、内藤 栄一、花川 隆
    • 学会等名
      第10回Motor Control研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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