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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

研究課題

研究課題/領域番号 18F18706
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 認知科学
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

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)

研究分担者 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
研究期間 (年度) 2018-07-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードfMRI / 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
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018

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

  • [雑誌論文] A general spectral decomposition of causal influences applied to integrated information2020

    • 著者名/発表者名
      Dror Cohen, Shuntaro Sasai, Naotsugu Tsuchiya, Masafumi Oizumi
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience Methods

      巻: 330 ページ: 108443-108443

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2019.108443

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Modulation of extrinsic and intrinsic processing by naturalistic audiovisual stimulation2019

    • 著者名/発表者名
      Cohen D, Nishimoto S.
    • 学会等名
      Conference on Computational Cognitive Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      西本伸志
    • 学会等名
      第21回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Decoding of functional information in the brain: Neuroscience + AI2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Nishimoto
    • 学会等名
      UK-Japan AI Academic Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脳を読み解く:情報・イメージ・言葉2018

    • 著者名/発表者名
      西本伸志
    • 学会等名
      第26回脳の世紀シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-07-26   更新日: 2024-03-26  

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