高磁場fMRIによるMT分野のコラム構造に関する研究

• 研究課題/領域番号: 20020033
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 程 康 独立行政法人理化学研究所, 認知機能表現研究チーム, 副チームリーダー (70425635)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円); 2009年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2008年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
• キーワード: ヒト / MT野 / 方向選択性コラム / 高解像度fMRI / 事象関連fMRI実験課題 / ランダムドット / 順応 / 連続刺激

研究概要

私たちは、4テスラMRIを用いることでヒトのMT野のコラム構造を調べています。MT野には方向選択コラム構造が存在しており、2つの特徴があります。一つは、方向選択性は一方向に緩やかに変化することです。二つ目は、方向選択性はこの方向と異なる方向に180度急激に変化することです。MTコラムも高解像度fMRIにとってよいモデルとなります。しかしながら、ブロックデザイン実験で2つの刺激条件のみが必要とされた眼優位性コラムとは異なり、できるだけ多くの方向へ動く刺激条件をつくりだすことが望まれます。そこで私たちは事象関連fMRI実験課題を工夫して、さらに新しい解析手法を開発しました。被験者は撮像中ずっとランダムな方向に動くドットに対して順応状態にありました。時折、全てのドットが4つの方向のうち1つの方向に動きます。この4つの方向はランドムな順番で提示し、何度も繰り返されます。開発した手法を用いることで、一時的な動き方向の変化に対する応答を定量化して調べることができました。ヒトのMT野のほとんどのボクセルが、ある一方向への動きに対して良い応答を示すことがわかりました。この方向選択性はベクトル和で定量化することができました。ベクトルの方向はボクセルが好む方向を示しており、長さは方向選択性の強さを示しています。そこで、MT野に方向選択性の空間分布をみることができます。被験者のMTで各ボクセルから得られたベクトルの平均長さは0より著しく大きく、平均してある方向への動きに対してよい応答をしたことを示唆します。次に、隣り合うボクセルの方向選択性の違いにっいて調べました。実際、ほとんどの隣り合うボクセルは非常に似通った選択性を持つか、或は180度異なる選択性を持ちます。これはモデルとよく一致しています。これらの結果はヒトのMT方向選択性コラムを示した最初の報告になります。最近の研究で、360度の運動方向を連続的に変化する刺激を用いても、MT野に方向選択性を見出すことができます。

研究成果

• [雑誌論文] Grey and white matter changes associated with tool-use learning in macaque monkey (2009)
  • 著者名/発表者名: Quallo, M., Price, C.J., Ueno, K., Asamizuya, T., Cheng, K., Lemon, R.N., Iriki, A.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106 ページ: 18379-18384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of shifting perspective of the self an fMRI study (2008)
  • 著者名/発表者名: Corrado Corradi-Dell' Acqua, kenichi Ueno, Akitoshi Ogawa, Kang Cheng, Raffaella I. Rumiati, Atsushi Iriki
  • 雑誌名: Neuroimage 40 ページ: 1902-1911
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒト視覚野の視野表現地図と機能構造のfMRI研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 程 康、上野健一
  • 雑誌名: 実験医学 26 ページ: 165-172
• [雑誌論文] New hirizons for the next era of human brain imaging, cognitive, and behavioral resarch : Pacific Rim interactivity (2008)
  • 著者名/発表者名: John Darrell Van Horn, Peter Bandettini, Kang Cheng, Gary, F.Egan, V. Andrew Stenger, Stephen Strother, Arthur W. Toga
  • 雑誌名: Brain Imaging and Behavior 2 ページ: 227-231
• [雑誌論文] Neural correlates of species-typical illogical cognitive bias in human inference
  • 著者名/発表者名: Ogawa, A., Yamazaki, Y., Ueno, K., Cheng, K., Iriki, A.
  • 雑誌名: Journal of Cognitive Neuroscience (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Opposing effects of contextual surround in human early visual cortex revealed by fMRI with continuously modulated visual stimuli
  • 著者名/発表者名: Tajima, S., Watanabe, M., Imai, C., Ueno, K., Asamizuya, T., Sun, P., Tanaka, K., Cheng, K.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 後頭葉および下側頭皮質における最近のヒト視覚領域fMRI研究
  • 著者名/発表者名: Tanskanen T.、上野賢一、程康
  • 雑誌名: Medical View (In press)
• [雑誌論文] Correction of 3D rigid body motion in fMRI time series by independent estimation of rotational and traslational effects in k-space
  • 著者名/発表者名: Costagli, M., Waggoner, R.A., Ueno, K., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 雑誌名: Neuroimage (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Optimized fMRI of human temporo-occipital cortex by accelerated multi-shot spin-echo EPI (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanskanen, T., Waggoner, R.A., Ueno, K., Tanaka, K., Cheng, K.
  • 学会等名: The 39^<th> Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, Illinois, USA
  • 年月日: 2009-10-18
• [学会発表] Neural correlates of the experience-based intuition in human dorsal striatum (2009)
  • 著者名/発表者名: Wan, X., Nakatani, H., Asamizuya, T., Ueno, K., Cheng, K., Tanaka, K.
  • 学会等名: The 39^<th> Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, Illinois, USA
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] Cerebeller activation during check-mate task execution (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井盛光、上野賢一、浅水屋剛、中谷裕教、万小紅、程康、伊藤正男
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Neural correlates of intuitive judgment in professional shogi players (2009)
  • 著者名/発表者名: Wan, X., Nakatani, H., Asamizuya, T., Ueno, K., Cheng, K., Tanaka, K.
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] FMRI study on the hue selectivity of neurons in human visual cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: Kuriki, I., Sun P, Ueno, K., Tanaka, K., Cheng, K.
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Neural correlated of exclusion for rapid formation of novel-to-novel relation (2009)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, A., Yamazaki, Y., Ueno, K., Cheng, K., Iriki A.
  • 学会等名: The 36^<th> Congress of the International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-08-01
• [学会発表] Visualizing columnar architectures using high-field functional magnetic resonance imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: 程康
  • 学会等名: The 36^<th> Congress of the International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Exploring the origins of the DfMRI signal at 4 Tesla (2009)
  • 著者名/発表者名: Waggoner, R.A., Tanaka, K., Cheng, K.
  • 学会等名: The 15^<th> Annual Meeting of the Organization of Human Brain Mapping
  • 発表場所: San Francisco, California, USA
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] DTI based muscle fiber tractography in humans at 4 Tesla using stimulated-echoes (2009)
  • 著者名/発表者名: Waggoner, R.A., Oda, T., Kinugasa, R., Ueno, K., Cheng, K., Yokota, H., Himeno, R.
  • 学会等名: The 17^<th> Scientific Meeting and Exhibition of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2009-04-23
• [学会発表] High-resolution BOLD fMRI, neural decoding and blood vessels (2009)
  • 著者名/発表者名: 程康
  • 学会等名: The International Symposium on New Horizons in Human Brain Imaging : A Focus on the Pacific Rim
  • 発表場所: Hawaii Island, Hawaii, USA
  • 年月日: 2009-04-13
• [学会発表] Positive and negative change in motion coherence from adapted state always elicit positive BOLD responses in hV4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Costagli, M., Ueno, K., Wan, X., Ricciardi, E., Pietrini, P., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: The14^<th> Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] The Neural substrate of Shogi pattern recognition shaped by long-term training in professional players (2008)
  • 著者名/発表者名: Wan, X., Nakatani, H., Ueno, K., Asamizuya, T., Cheng, K., and Tanaka, K.
  • 学会等名: The 14^<th> Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
  • 発表場所: Melbourne, Australia
• [学会発表] Human V4 responds positively to both positive and negative changes in motion coherence from adapted state : an event-related BOLD-fMRI study (2008)
  • 著者名/発表者名: Costagli, M., Ueno, K., Sun, P., Wan, X., Ricciardi, E., Pietrini, P., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: 第31回日本神経科学学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Specific medial parietal activation evoked by seeing Shogi patterns in professional players (2008)
  • 著者名/発表者名: Wan, X., Nakatani, H., Ueno K., Asamizuya, T., Cheng, K., and Tanaka, K.
  • 学会等名: 第31回日本神経科学学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Neural correlates of the exclusion to facilitate stimulus relation formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, A., amazaki, Y., Ueno, K., Cheng, K., Iriki, A.
  • 学会等名: 第31回日本神経科学学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 連続的に変調する視覚刺激を用いたfMRI計測によるヒト低次視覚野における相反する周辺文脈効果の検出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田嶋達裕、渡辺正峰、今井千尋、上野賢一、浅水屋剛、田中啓治、程康
  • 学会等名: 日本神経回路学会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] Opposing effects of contextual surround in human early visual cortex revealed by fMRI with continuously modulated visual stimuli (2008)
  • 著者名/発表者名: Tajima, S., Watanabe, M., Imai, C., Ueno, K., Asamizuya, T., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, D.C., USA
• [学会発表] Structural changes in cortex associated with tool-use in non-human primates (2008)
  • 著者名/発表者名: Quall, M., Price, C.J., Devlin, J.T., Ueno, K., Asamizuya, T., Waggoner, R.A., Cheng, K., Tanaka, K., Kherif, F., Lemon, R.N., and Iriki, A
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, D.C., USA
• [学会発表] Shogi pattern recognition in professional players (2008)
  • 著者名/発表者名: Wan X., Nakatani, H., Ueno, K., Asamizuya, T., Cheng, K., and Tnaka K
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, D.C., USA
• [学会発表] Neural correlates of exclusive selection bias of human to form novel-to-novel stimulus relation (2008)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, A., Yamazaki, Y., Ueno, K., Cheng, K., and Iriki, A.
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, D.C., USA
• [学会発表] An fMRI study of visual smear induced by saccadic eye movements (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, J., Watanabe, M., Ueno, K., Asamizuya, T., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington D.C., USA
• [学会発表] Differences in fMRI-BOLD responses to transient motion coherency changes across human extrastriate visual areas (2008)
  • 著者名/発表者名: Costagli, M., Ueno, K., Sun, P., Wan, X., Ricciardi, E., Pietrini, P., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, D.C., USA
• [学会発表] The activelet method : a feasibility study in event-related fMRI (2008)
  • 著者名/発表者名: Khalidov, I.., Costagli, M., Vonesch, C., Van de Ville, D., Unser, M., and Cheng, K.
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, D.C., USA
• [備考]
  • URL: http://www.brain.riken.go.jp/labs/cbms/tanaka.html
• [備考]
  • URL: http://www.brain.riken.go.jp/en/rrc_fmri.html
• [備考]
  • URL: http://www.brain.riken.go.jp/labs/cbms/tanaka.html
• [備考]
  • URL: http://www.brain.riken.go.jp/en/rrc_fmri.html