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人間の記号処理能力の基盤を探る-言語の形式と意味をつなぐ認知神経システムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23H05493
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
審査区分 大区分J
研究機関早稲田大学

研究代表者

酒井 弘  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50274030)

研究分担者 西本 伸志  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (00713455)
井上 貴文  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10262081)
田中 慶太  東京電機大学, 理工学部, 教授 (10366403)
大関 洋平  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (10821994)
松本 敦  関西福祉科学大学, 心理科学部, 講師 (20588462)
太田 真理  九州大学, 人文科学研究院, 准教授 (20750045)
久保田 有一  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (40372982)
宮本 陽一  大阪大学, 大学院人文学研究科(言語文化学専攻), 教授 (50301271)
村田 昇  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60242038)
大須 理英子  早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (60374112)
研究期間 (年度) 2023-04-12 – 2028-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
201,760千円 (直接経費: 155,200千円、間接経費: 46,560千円)
2025年度: 37,960千円 (直接経費: 29,200千円、間接経費: 8,760千円)
2024年度: 36,790千円 (直接経費: 28,300千円、間接経費: 8,490千円)
2023年度: 51,220千円 (直接経費: 39,400千円、間接経費: 11,820千円)
キーワード認知脳科学 / 神経心理学・言語神経科学 / 脳機能計測・非侵襲的脳活動計測 / 脳情報読み出し(デコーディング) / 機械学習 / 脳認知科学 / 脳情報読み出し(デコーディング)
研究開始時の研究の概要

高度に発達した記号、すなわちソシュールの言う「形式と意味の恣意的な結びつき」の使用は、言語、思考、推論など人間の高次認知能力の根幹である。しかし、形式から意味へ、ないしは意味から形式への情報の変換が、脳内でいつ、どこで、どのようになされるのかはまだ十分にわかっていない。本研究では、海馬・海馬傍回および側頭葉に存在する「形式と意味の結びつきを媒介するシステム」が、神経律動の同期を制御することで両者を結びつけているという仮説のもとで、言語を学習、記憶、処理する際の神経活動を脳磁図および頭蓋内脳波によって記録し、時間分解多変量パタン解析、神経律動同期性解析など、機械学習を用いた解析を行って検証する。

研究実績の概要

2023年度の研究実績は、下記(1)から(5)の5項目に分類することが出来る。(1)研究期間の開始にあたって研究組織を構成する全員が研究目的と年次計画を改めて確認し、今後の研究推進方針についてディスカッションを行うため、2023年8月に早稲田大学において研究代表者、研究分担者全員と関係者が出席するキックオフミーティングを開催した。ミーティグでは脳磁気を使用した神経活動解読研究の最新の情報を得るとともに国際交流を推進するため、ラドバウド大学のBritta Westner博士にオンラインでゲスト講演を実施していただいた。(2)東京電機大学および脳情報通信融合研究所において画像命名課題及び文字音読課題を実施する際の脳磁気計測実験を実施し、それぞれ約20名の参加者からデータを取得して解析を開始した。(3)研究期間開始前に東京電機大学において計測した言語処理の脳磁気計測データを解析し、研究成果を国際学会Society for the Neurobilology of Langauge Annual Meeting 2023(2023年10月にフランス・マルセイユ市において開催)において発表した。(4)Max Planck Institute for Psycholinguistics(オランダ・ナイメーヘン市)を訪問し、同研究所のAndrea Martin博士と言語の神経情報解読研究の動向についてディスカッションを行なった。同時にRadboud University(同上)を訪問し、Vitoria Piai教授と研究交流の促進に関する意見交換を実施した。(5)研究期間開始前にfMRIを用いて計測した言語の意味推論における神経活動研究の成果を国際学術誌Cerebral Cortexに掲載した。

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

研究期間が開始された2023年度は、キックオフミーティングの開催、国際学会における成果発表の実施、オランダの研究機関訪問を中心とする国際的な研究交流の進展、東京電機大学及び脳情報通信融合研究センターにおける脳磁気データの計測など、ほとんどの点で順調に研究が進展した。一方で、脳磁気計測環境整備のため購入を予定していた住友重機械工業社製の高温超伝導自己シールド型脳磁計の製造が、国内外の資材価格の高騰と液体ヘリウムの供給逼迫を理由として停止された。そこで代替設備として光ポンピング磁気センサー脳磁計を購入することとしたが、メーカーからの納品が2023年度中には困難であった。そこで2024年度に繰り越して設置を行った。このように計画が順調に進展した部分と、予想より遅れた部分が存在したため、総合的には「おおむね順調に進展している」と評価する。

今後の研究の推進方策

2024年度以降には、5つの方面から研究を推進する計画である。第一は、すでに東京電機大学及び脳情報通信融合研究センターにおいて取得を終えたデータについて、研究成果を国際学会において発表するとともに、論文を執筆して学術誌への投稿を目指すことである。なお、解析結果を検討して追加のデータ取得が必要であると判断された場合は、データの計測を継続する予定である。第二は、設置を完了した光ポンピング磁気センサー脳磁計による神経活動計測実験を開始することである。新型脳磁計を使用する初の実験であるため、これまでにSQUID磁気センサー脳磁計を使用して実施した実績のある画像命名課題と文字音読課題を遂行する際の神経活動を計測して解析を行う計画である。第三は、2023年度にはまだ開始されていなかった皮質内脳波計測の実験を東京女子医科大学足立医療センターにおいて実施することである。第四は、研究情報の交換、研究成果の発信、国際交流の活性化を目的として、2025年度に早稲田大学において国際学会5th International Conference on East-Asian Psycholinguistics (ICTEAP-5) を開催するとともに、同じく2025年度に国際シンポジウムISBFC(International Symposium on Brain Function and Cognition)の開催を目指して準備を進めることである。前者の学会にはニューヨーク大学からAlec Marantz教授、Liina Pylkkanen教授等のMEGを使用した言語認知研究で世界的に活躍する研究者を招聘し、後者のシンポジウムではカリフォルニア大学バークレイ校のAlexander Huth教授他神経情報解読分野で著名な研究者を招聘する計画である。

評価結果
中間評価

A-: 一部に遅れ等が認められるため、今後努力が必要であるが、概ね順調に研究が進展しており、一定の成果が見込まれる

報告書

(4件)
  • 2025 中間評価(所見) ( PDF )
  • 2023 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 国立政治大学(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute, Neimegen(オランダ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Neural underpinnings of processing combinatorial unstated meaning and the influence of individual cognitive style2023

    • 著者名/発表者名
      Lai Yao-Ying、Sakai Hiromu、Makuuchi Michiru
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 33 号: 18 ページ: 10013-10027

    • DOI

      10.1093/cercor/bhad261

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sentential inference bridging between lexical/grammatical knowledge and text comprehension among native Chinese speakers learning Japanese2023

    • 著者名/発表者名
      Tamaoka Katsuo、Sakai Hiromu、Miyaoka Yayoi、Ono Hajime、Fukuda Michiko、Wu Yuxin、Verdonschot Rinus G.
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 4 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0284331

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Shared Neural Representations of Semantic Categories for Images and Words - A Study Using Decoding Analysis of MEG Data -2023

    • 著者名/発表者名
      Nakajima K, Tominaga J, Nakajima K, Patashov D, Tanaka K, Tanifuji M, Miyanaga H, Tsunematsu S, Osu R, Sakai H
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 123(97) ページ: 3-8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Context Dependent Neural Oscillations of Semantic Memory: An MEG Study Using Images2023

    • 著者名/発表者名
      Tominaga J, Nakajima K, Patashov D, Tanaka K, Tsukahara A, Miyanaga H, Tsunematsu S, Sakai H
    • 雑誌名

      IEICE Technical Report

      巻: 123(97) ページ: 73-78

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Word orders, gestures, and a view of the world from OS languages2023

    • 著者名/発表者名
      Hajime Ono, Takuya Kubo, Manami Sato, Hiromu Sakai and Masatoshi Koizumi
    • 雑誌名

      Issues in Japanese Psycholinguistics from Comparative Perspectives

      巻: 1 ページ: 63-88

    • DOI

      10.1515/9783110778946-005

    • ISBN
      9783110778946
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Decoding Neural Representation of Language Using A Superconducting Self-Shield MEG2023

    • 著者名/発表者名
      Sakai H
    • 学会等名
      International Society for the Advancement of Clinical Magnetoencephalography 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoding Pictures and Words with MEG Signals: Evidence for Shared Neural Representation of Semantic Categories2023

    • 著者名/発表者名
      Nakajima K, Tominaga J, Nakajima K, Patashov D, Tanaka K, Tanifuji M, Miyanaga H, Tsunematsu S, Osu R, Sakai H
    • 学会等名
      The Society for the Neurobiology of Language 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Context Dependent Neural Representations of Semantic Categories: An MEG Study Using Images2023

    • 著者名/発表者名
      Tominaga J, Nakajima K, Patashov D, Tanaka K, Tsukahara A, Miyanaga H, Tsunematsu S, Sakai H
    • 学会等名
      The Society for the Neurobiology of Language 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural representation of semantic concepts revealed by MEG2023

    • 著者名/発表者名
      Sakai H
    • 学会等名
      The 2023 Linguistic Society of Korea Winter Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] BLIT/酒井研究室

    • URL

      http://www.blit.sci.waseda.ac.jp

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2026-03-16  

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