| 研究課題/領域番号 |
21H03788
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90030:認知科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
山本 慎也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90371088)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 脳温度 / 神経科学 / 認知科学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳内の情報処理は、無数の化学的反応プロセスから構成されているため、温度の影響を受け変化すると考えられる。本研究課題では、脳内情報処理の過程で、局所脳温度がどのように変化し、それがどのように脳内の信号伝達を変化させ、行動レベルでの認知機能の変化をさせるのかを解明することを目標とする。さらに、得られた知見に基づき、脳温度操作による認知・行動変容の可能性について検討を行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、脳内情報処理の過程で、局所脳温度が認知・行動の調整にどのような貢献をしているのかを解明することを目標としている。特に、体性感覚の情報処理に焦点を当て、体性感覚刺激に対する大脳皮質の応答が、局所脳温度にどのような影響を受けるのかを検討した。大脳皮質の体性感覚野近傍の温度を制御し、様々な局所脳温度において、前肢に与えた電気刺激に対して生じた体性感覚誘発電位(Somatosensory evoked potential; SEP)を計測した。生理的温度から脳温度を低下させるとSEPの大きさは増大し、27.5℃程度をピークにSEPの大きさは減少した。一方、GABA(A)受容体のアンタゴニストであるギャバジン（10μM）を投与しSEP計測実験を行ったところ、SEPの大きさ自体は大きくなったが、27.5℃以上で観察された脳温度とSEPの大きさの負の相関関係は消失した。さらに、生理的温度近傍において、ギャバジンの濃度を変えてSEP計測実験を行ったところ、コントロール条件（0μM）で観察された負の傾きは、1μMでは緩くなり（傾きの絶対値が小さくなり）、10μMでは有意な傾きは観察されなかった。これらの結果は、脳温度低下によるSEPの増大現象に、GABAによる抑制性入力が貢献していることを示唆している。また、このような負の関係性は27.5℃程度まで観察されたが、我々のこれまでの結果から、前頭皮質においてはより低い温度まで負の相関関係が観察された（～17℃）。このことから、大脳皮質の領域間における抑制性入力の貢献度の相違を反映している可能性が推察され、局所回路の構成に応じて温度依存性が形成される可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
脳局所温度を変化させ体性感覚誘発電位を計測する実験系の構築を行い、体性感覚誘発電位と大脳皮質温度の関係性を解明することが出来た。また、体性感覚誘発電位の温度依存性における抑制性入力の貢献を、生理・薬理実験により検証することが出来た。これらのことから、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
体性感覚情報処理における局所脳温度の影響を解明するため、体性感覚誘発電位の温度依存性における興奮性入力の貢献を検証する。また、局所脳温度の触知覚への影響の検討も行う。
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