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7テスラfMRIによる触覚知覚を司る大脳皮質層別の情報処理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K07327
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分51020:認知脳科学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

于 英花  岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 特任助教 (60812039)

研究分担者 福永 雅喜  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 准教授 (40330047)
楊 家家  岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 研究准教授 (30601588)
呉 景龍  岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (30294648)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードLayer fMRI / 触覚予測 / fMRI / レイヤーfMRI / 触覚知覚
研究開始時の研究の概要

触覚情報は,脊椎などを経由して大脳皮質の一次体性感覚皮質(S1)に到達した後,より高次脳領域へ伝達されることが知られている。さらに,S1と高次脳領域間の皮質層(レイヤー)レベルで構成されるミクロな神経回路を通じて,双方向の情報処理により触覚の知覚を形成される。本研究では,7テスラ超高磁場レイヤーfMRI技術を駆使して,触覚知覚を司る大脳皮質層別の情報処理機構の解明を目指す。

研究実績の概要

本年度は、触覚刺激予測パラダイムを用いた全脳fMRIデータの解析と触覚刺激タイミング予測に関わる脳内情報処理ネットワークの検討を中心に行った。具体的に、第一と二次体性感覚皮質、予測に関わる内側前頭前皮質をシード領域として、予測誤差があるとない条件間の全脳機能的結合を検討した。その結果、予測誤差がない条件に比べて予測誤差がある条件では、第一次体性感覚皮質と内側前頭前皮質や頭頂連合皮質などを含む高次脳領域間の結合が強いことを示唆した。さらに、これらの全脳に渡る機能的結合解析から得られた知見をもとに、レイヤーfMRIデータとの融合解析も推進でき、次年度の研究随行に必要不可欠な知見 が得られた。

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

本年度は、触覚刺激予測パラダイムを用いた全脳fMRIデータの解析と触覚刺激タイミング予測に関わる脳内情報処理ネットワークの検討を中心に行い、次年度の研究実施に必要不可欠なデータと知見が得られ、本研究課題は概ね順調に進展していると評価した。

今後の研究の推進方策

次年度は、本研究の最終年度であり、従来の動物研究の知見により触覚予測のレイヤー情報処理モデルを提案し、これまでの研究で得られた全脳ネットワークとの統合解析を通じて、触覚知覚を司る脳機能をレイヤーレベルで理解することを目指す。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

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

  • [雑誌論文] Global surface features contribute to human haptic roughness estimations2022

    • 著者名/発表者名
      Li Huazhi、Yang Jiajia、Yu Yinghua、Wang Wu、Liu Yulong、Zhou Mengni、Li Qingqing、Yang Jingjing、Shao Shiping、Takahashi Satoshi、Ejima Yoshimichi、Wu Jinglong
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 240 号: 3 ページ: 773-789

    • DOI

      10.1007/s00221-021-06289-0

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tactile angle discriminability improvement: contributions of working memory training and continuous attended sensory input2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Wu、Yang Jiajia、Yu Yinghua、Li Huazhi、Liu Yulong、Yu Yiyang、Yu Jiabin、Tang Xiaoyu、Yang Jingjing、Takahashi Satoshi、Ejima Yoshimichi、Wu Jinglong
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 127 号: 5 ページ: 1398-1406

    • DOI

      10.1152/jn.00529.2021

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Brain networks involved in haptic three-dimensional information processing2023

    • 著者名/発表者名
      Wang C, Yu Y, Molfese P, Bandettini PA, Yang J
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Layer-specific finger representations in human area 3b2023

    • 著者名/発表者名
      Yang J, Yu Y, Huber L, Fukunaga M, Sadato N, Bandettini PA
    • 学会等名
      Proceedings of Organization for Human Brain Mapping (OHBM2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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