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経頭蓋磁気刺激ー脳波計測による運動系と視覚系の情報統合能の比較

研究課題

研究課題/領域番号 19H04024
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59030:体育および身体教育学関連
研究機関生理学研究所

研究代表者

北城 圭一  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (70302601)

研究分担者 岡崎 由香  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (10718547)
上原 一将  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (90746661)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
キーワード脳波 / 位相同期ネットワーク / 有効結合 / 機能結合 / 半球間情報統合 / 個人差 / 半球間位相同期 / 視覚系 / 運動系 / 機能的結合 / 経頭蓋磁気刺激-脳波同時計測 / 位相リセット / 経頭蓋磁気刺激 / 左右半球 / 情報統合能 / 経頭蓋磁気刺激ー脳波同時計測 / 経頭蓋磁気刺激-脳波同時計測
研究開始時の研究の概要

経頭蓋磁気刺激による脳波位相リセット手法を最適化し以下の項目を研究する。1.運動系において自発脳波活動に経頭蓋磁気刺激を印加し、左右の大脳半球間の脳波位相同期ネットワーク上の有効結合を操作的に定量化する手法を確立する。2.脳梁や視床を介した半球間の情報統合能を要する行動課題を運動系で行い、有効結合と脳情報処理特性の関連を検証する。3.運動系と視覚系の半球間情報統合能の関連を個人差の観点で明らかにする。これらにより運動系と視覚系における半球間情報統合能の個人特性の統合的な理解を目指す。

研究成果の概要

視覚ターゲットの左右視野をまたぐトラッキング課題による半球間情報統合能力を調べ、脳波位相同期ネットワークによる機能結合との関連を定量化した。個人差の観点で脳波の左右半球間の位相同期様相と知覚の行動パフォーマンスとの関連をみた。左右のhMT+近辺の電極の脳波信号間のガンマ波帯域での半球間位相同期度と左右視野をまたぐトラッキングの各個人の課題成績との相関傾向がみられた。今後は運動系の半球間統合課題の実験も進め、さらに経頭蓋磁気刺激-脳波実験を組み合わせることにより、有効結合を定量化し、運動系と視覚系における左右半球間の同期ネットワークによる情報統合能の個人特性の統合的な理解を目指す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳の位相同期ネットワーク結合の個人差を精度高く定量化する実験と解析手法開発が本研究によって進展した。脳卒中をはじめとする神経・精神疾患では脳波でみられる半球間を含む大域的なネットワーク結合が健常者と比べて、低下していることが明らかになっている。遠隔脳領域間の情報統合に関するネットワークの不全や変容を精度高く定量化する手法の確立により、神経・精神疾患の病態の理解やネットワークの評価、新規ニューロリハビリテーション手法への応用等の貢献が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] Gamma-band phase synchronization mediating visual information integration between the cerebral hemispheres2023

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hagihara, Kazumasa Uehara, Yuka Okazaki, Keiichi Kitajo
    • 学会等名
      KUCM-YUCM-YUCD-NIPS joint symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The role of gamma-band neural synchronization in the integration of visual information between cerebral hemispheres2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hagihara, Kazumasa Uehara, Keiichi Kitajo
    • 学会等名
      第11回 生理研-霊長研-新潟脳研 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 半球間視覚情報統合の個人差に関するメカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      萩原淳, 上原一将, 北城圭一
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] TMS-EEG同時計測による脳律動研究2022

    • 著者名/発表者名
      北城圭一
    • 学会等名
      第52回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] rTMS-EEG同時計測による非線形神経ダイナミクスへの摂動的アプローチ2021

    • 著者名/発表者名
      北城圭一
    • 学会等名
      第117回日本精神神経学会学術総会, シンポジウム11, rTMSの生物学的基盤, TMSを用いた神経生理学的研究と精神科領域への臨床応用
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 半球間視覚情報統合能力の個人差に関連する脳波位相同期ダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      萩原淳, 上原一将, 北城圭一
    • 学会等名
      生理研研究会 第3回 力学系の視点からの脳・神経回路の理解
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] TMS-EEG計測による脳ダイナミクスのプローブ手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      北城圭一
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会学術大会第50回記念大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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