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サルの脳はどこまでヒトの脳の縮図か―誤信念と文字の認知を担う脳回路の機能と可塑性

研究課題

研究課題/領域番号 19H01038
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分51:ブレインサイエンスおよびその関連分野
研究機関新潟大学

研究代表者

長谷川 功  新潟大学, 医歯学系, 教授 (60282620)

研究分担者 飯島 淳彦  新潟大学, 自然科学系, 教授 (00377186)
松尾 健  地方独立行政法人東京都立病院機構東京都立神経病院(臨床研究室), 脳神経外科, 医師 (10733941)
足立 雄哉  新潟大学, 医歯学系, 助教 (40625646)
鈴木 隆文  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 室長 (50302659)
中原 潔  高知工科大学, 情報学群, 教授 (50372363)
南本 敬史  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究部, 次長 (50506813)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円)
2022年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2021年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2020年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2019年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
キーワード皮質脳波 / 言語 / 霊長類 / 心の理論 / 文字 / マカクザル / 誤信念
研究開始時の研究の概要

我々は、脳科学のモデル動物としてヒトに最も近縁なマカクザルが、心の理論や言語等のヒトに固有と信じられてきた高次認知能力の下位機能に類似した行動を学習できることを示唆する手がかりを得た。しかし、これらの能力がヒトと相同の脳回路基盤を有するとは限らない。この問題を検証するため、マカクザルを対象として皮質脳波・ニューロン活動の記録と化学遺伝学の実験を進め、ヒトの機能的磁気共鳴イメージングの結果と比較する。これにより、他者の誤った信念の認知や、言語の下位機能を支える霊長類脳回路の動作原理と、これらの機能不全による精神神経疾患の病態機序を研究するモデル動物としてのマカクザルの有用性および限界を見極める。

研究成果の概要

(1)心の理論検証の決め手となる誤信念の認知、(2)心の理論を用いた駆け引き、(3)文字様記号の認知、という、ヒトで高度に発達した3つの認知機能がマカクザルでどこまで認められるかを行動学的、電気生理学的解析により検証することを目的とした。その結果、(1)では内側前頭前野、(2)では背外側前頭前野、(3)では下前頭回に、それぞれサルにおける誤信念の認知、他者との駆け引き、文字様記号の認知に関わる神経回路メカニズムが存在することを示唆する知見が得られた。これらの結果から、ヒトとサルで相同の脳回路を基盤とする認知能力が従来考えられていたより広範に認められる可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

誤信念の認知、社会的相互作用、文字様記号の認知の能力が少なくとも部分的にマカクザルにも備わっており、それぞれ内側前頭前野、背外側前頭前野、下前頭回の神経活動と関連することが明らかになった。これらの結果は、従来ヒトに固有と信じられてきた高次機能の一部の下位機能が非ヒト霊長類にも備わっていることを示唆する。本研究により得られた知見は、ヒトの高次機能の起源を探求するうえで高い学術的意義を有するのみならず、社会認知機能や言語機能の一部が障害される疾患の動物モデル開発のための基礎的発見という意味において、臨床的・社会的な意義も大きい。

報告書

(6件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (30件) (うち国際共著 5件、 査読あり 30件、 オープンアクセス 29件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 24件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] 浙江大学(中国)

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      巻: 63 号: 4 ページ: 131-136

    • DOI

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    • ISSN
      0470-8105, 1349-8029
    • 年月日
      2023-04-15
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      巻: 43 号: 39 ページ: 6619-6627

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      巻: 14 号: 1 ページ: 1-11

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      巻: 14 号: 1 ページ: 27-27

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    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 39 号: 2 ページ: 1-9

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    • 雑誌名

      Frontiers in Psychiatry

      巻: 13 ページ: 557954-557954

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      10.3389/fpsyt.2022.557954

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      Matsuo T, Fujimoto S, Komori T and Nakata Y
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      Front Radiol

      巻: 2

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    • 著者名/発表者名
      Oyama Kei、Hori Yukiko、Mimura Koki、Nagai Yuji、Eldridge Mark A. G.、Saunders Richard C.、Miyakawa Naohisa、Hirabayashi Toshiyuki、Hori Yuki、Inoue Ken-ichi、Suhara Tetsuya、Takada Masahiko、Higuchi Makoto、Richmond Barry J.、Minamimoto Takafumi
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 42 号: 32 ページ: 6267-6275

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0229-22.2022

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    • 著者名/発表者名
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      巻: 42 ページ: 4567-4579

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    • 著者名/発表者名
      Egawa Jun、Kawasaki Keisuke、Hayashi Taketsugu、Akikawa Ryota、Someya Toshiyuki、Hasegawa Isao
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      巻: - 号: 23 ページ: 7343-7358

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      巻: 12 号: 1 ページ: 3566-3566

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      Matsui Teppei、Hattori Yoshiki、Tsumura Kaho、Aoki Ryuta、Takeda Masaki、Nakahara Kiyoshi、Jimura Koji
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      巻: 249 ページ: 118892-118892

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      10.1016/j.neuroimage.2022.118892

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    • 著者名/発表者名
      Oyama Kei、Hori Yukiko、Nagai Yuji、Miyakawa Naohisa、Mimura Koki、Hirabayashi Toshiyuki、Inoue Ken-ichi、Takada Masahiko、Higuchi Makoto、Minamimoto Takafumi
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 42 号: 12 ページ: 2552-2561

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1657-21.2021

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      Inoue Y, Hamano SI, Hayashi M, Sakuma H, Hirose S, Ishii A, Honda R, Ikeda A, Imai K, Jin K, Kada A, Kakita A, Kato M, Kawai K, Kawakami T, Kobayashi K, Matsuishi T, Matsuo T, Nabatame S, Okamoto N, Ito S, Okumura A, Saito A, Shiraishi H, Shirozu H, Saito T, Sugano H, Takahashi Y, Yamamoto H, Fukuyama T, Kuki I.
    • 雑誌名

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      巻: 24 号: 1 ページ: 82-94

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      巻: - ページ: 100525-100525

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      10.1016/j.ebr.2022.100525

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      Brain Tumor Res Treat

      巻: 10 号: 1 ページ: 34-37

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    • 著者名/発表者名
      Tsumura Kaho、Kosugi Keita、Hattori Yoshiki、Aoki Ryuta、Takeda Masaki、Chikazoe Junichi、Nakahara Kiyoshi、Jimura Koji
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 32 号: 9 ページ: 1911-1931

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab324

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    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Kasedo, Atsuhiko Iijima, Kiyoshi Nakahara, Yusuke Adachi, Isao Hasegawa
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      巻: 10 号: 0 ページ: 26-31

    • DOI

      10.14326/abe.10.26

    • NAID

      130007985916

    • ISSN
      2187-5219
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    • 著者名/発表者名
      Tsumura Kaho、Aoki Ryuta、Takeda Masaki、Nakahara Kiyoshi、Jimura Koji
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 41 号: 10 ページ: 2197-2213

    • DOI

      10.1523/jneurosci.2096-20.2021

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    • 著者名/発表者名
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    • 雑誌名

      Brain and Behavior

      巻: 11 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1002/brb3.2033

    • NAID

      120006955804

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    • 雑誌名

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      巻: 109 号: 20 ページ: 3312-3322

    • DOI

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    • NAID

      120007166034

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      巻: 10 ページ: 61248-61248

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    • 著者名/発表者名
      Oyama Kei、Hori Yukiko、Nagai Yuji、Miyakawa Naohisa、Mimura Koki、Hirabayashi Toshiyuki、Inoue Ken-ichi、Suhara Tetsuya、Takada Masahiko、Higuchi Makoto、Minamimoto Takafumi
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 26 ページ: 1-9

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    • NAID

      120007089253

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      巻: 23 号: 4 ページ: 579-589

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      巻: 40 号: 50 ページ: 9736-9750

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    • 著者名/発表者名
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      Comput Biol Med

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    • 雑誌名

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      巻: 30 号: 13 ページ: 4433-4444

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      Minamimioto T.
    • 学会等名
      Keynote Lecture, OHBM, Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 霊長類における固有神経時間スケールと意識レベルとの関係についての検討2023

    • 著者名/発表者名
      Fujimaki S,Kawasaki K,Takeda A, Watanabe A, Suzuki T, Iijima A, Hasegawa I, Nakahara K
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 予期的注視と反応時間バイアスから得られた自発的なメンタライジングの収束的証拠2023

    • 著者名/発表者名
      Onda K,Ichwansyah R, Kawasaki K, Egawa J, Someya T, Hasegawa I
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deactivation of the left inferior frontal gyrus at dual-step linguistic structuring: an fMRI study2023

    • 著者名/発表者名
      Kasedo R, Iijima A, Nakahara K, Adachi Y, Homae F, Hashimoto R, Fukuda M, Shirozu H, Hasegawa I
    • 学会等名
      北米神経科学学会(Neuroscience 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Memory recall-related information flow between the inferotemporal and prefrontal cortices through neural oscillations2022

    • 著者名/発表者名
      Zhou T, Xia X, Kawasaki K, Hasegawa I, Tanigawa H
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural activity during construction of object symbols from meaningless elements in the macaque prefrontal cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Liu N, Nakano K, Kawasaki K, Suzuki T, Matsuo T, Iijima A, Hasegawa I
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The neural network for social decision-making dependent on a multi-context environment2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao J, Tanaka S, Matsuda T, Kasai K, Iijima A, Hasegawa I
    • 学会等名
      FENS2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoding object abstraction information from inferior temporal and prefrontal cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Y,Kohara D,Suzuki R,Matsuo T,Suzuki T,Iijima A,Hasegawa I, Kawasaki K
    • 学会等名
      Neuro2022 The 45th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Causal attribution to agents during learning of causal relations in social circumstances in macaques2022

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama S,Adachi Y,Fujimaki S,Iijima A,Hasegawa I
    • 学会等名
      Neuro2022 The 45th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural basis of structuring sublexical constituents to a lexical constituent during comprehension of sequentially presented letterstrings: an fMRI study2022

    • 著者名/発表者名
      Kasedo R,Watanabe T,Iijima A,Nakahara K,Adachi Y,Homae F,Hashimoto R,Fukuda M,Shirozu H, Hasegawa I
    • 学会等名
      Neuro2022 The 45th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The neural basis of social decision based on evaluation of others'intentions and social contexts2021

    • 著者名/発表者名
      Jingkang Zhao, Shingo Tanaka, Mengxuan Zhao, Tetsuya Matsuda, Keisuke Kawasaki, Atsuhiko Iijima, Isao Hasegawa
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Macaque monkeys have the ability to use verb like symbols to represent actions in movies2021

    • 著者名/発表者名
      Takaomi Saito, Nanxi Liu, Koyumu Yamakami, Kazuma Sasagawa, Yume Loike, Sumire Yamazaki, Atsuhiko Iijima, Isao Hasegawa
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural basis for predicting a stream of sublexical and lexical linguistic constituents during letter-by-letter sentence comprehension: an fMRI study2021

    • 著者名/発表者名
      Takuji Watanabe, Ryutaro Kasedo, Yusuke Adachi, Atsuhiko Iijima, Isao Hasegawa
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-frequency features of retrograde DREADD-Induced neuronal suppression in monkey medial prefrontal cortex2021

    • 著者名/発表者名
      Issei Suzuki, Keisuke Kawasaki, Ryouta Akikawa, Taketsugu Hayasi, Jun Egawa, Takafumi Minamimoto, Yuuji Nagai, Yukiko Hori, Atsuhiko Iijima, Toshiyuki Someya, Isao Hasegawa
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemogenetic suppression of pharmacologically induced epilepsy in a macaque monkey2021

    • 著者名/発表者名
      Naohisa Miyakawa, Yuji Nagai, Keisuke Kawasaki, Yukiko Hori, Kei Oyama, Asumi Orihara, Takeshi Matsuo, Takafumi Suzuki, Ken-ichi Inoue, Masahiko Takada, Testya Suhara, Makoto Higuchi, Takafumi Minamimoto
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observational learning about causal relations of self's and other's events in macaques2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi Y, Abe Yu, Sugiyama S, Fujimaki S, Iijima A, Hasegawa I.
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoding visual object/memory information from electrocorticography2020

    • 著者名/発表者名
      Isao Hasegawa
    • 学会等名
      CiNet 6th conference on brain-machine interface
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neural activations linking dual-step merge processes during comprehension of sequentially presented letterstrings: an fMRI study2019

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Kasedo, Atsuhiko Iijima, Kiyoshi Nakahara, Yusuke Adachi, Fumitaka Homae, Ryu-Ichiro Hashimoto, Kazuhide Yamamoto, Masashi Fukuda, Hiroshi Shirozu, Isao Hasegawa
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemogenetic inactivation of macaque's medial prefrontal cortex disrupt anticipating gaze bias based on false-belief attribution2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Akikawa, Taketsugu Hayashi, Keisuke Kawasaki, Jun Egawa, Takafumi Minamimoto, Kazuto Kobayashi, Shigeaki Kato, Yukiko Hori, Yuji Nagai, Atsuhiko Iijima, Toshiyuki Someya, Isao Hasegawa
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distributed neural organization for object vision/memory revealed with electrocorticography2019

    • 著者名/発表者名
      Isao Hasegawa
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neural activity in the macaque medial prefrontal cortex plays a causal role in false-belief attribution2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Akikawa, Taketsugu Hayashi, Keisuke Kawasaki, Jun Egawa, Takafumi Minamimoto, Kazuto Kobayashi, Shigeaki Kato, Yukiko Hori, Yuji Nagai, Atsuhiko Iijima, Toshiyuki Someya, Isao Hasegawa
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optogenetically induced neuronal activity mimicking epileptic discharges from hypothalamus to mediodorsal nucleus of thalamus and to lateral habenula deteriorates performance of working memory tasks2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sonoda, Hisao Aimi, Keisuke Kawasaki, Haruo Toda, S. Hirai, Reiko Meguro, Masao Horie, Haruo Okado, Shigeki Kameyama, Tetsuya Yamamoto, Isao Hasegawa
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial and time-frequency representations of glossy material properties in the monkey inferior temporal cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kawasaki, Harunori Miki, Kenta Anzai, Masataka Sawayama, Takeshi Matsuo, Takafumi Suzuki, Isao Hasegawa, Takayuki Okatani
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep Learning for Natural Image Reconstruction from Electrocorticography Signals2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Date, Keisuke Kawasaki, Isao Hasegawa, Takayuki Okatani
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Bioinformatics and Biomedicine (BIBM)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 谷川久浙江大学のチームは、神経振動に依存する情報の流れのパターンを発見しました

    • URL

      http://www.ziint.zju.edu.cn/index.php/event/details.html?tid=452&sid=15

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 現実と記憶の色の違い-現実と空想の境目を示す脳活動を発見-

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/news/2022/134463/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] サルには単語を頭の中で綴る能力がある-言語の起源の探究と言語機能の解明に道筋-

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/news/2022/109946/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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