広域時空間パターン電気刺激による下側頭葉皮質における物体認識メカニズムの研究

• 研究課題/領域番号: 25350997
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 脳計測科学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 川嵜 圭祐 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (60511178)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: brain stimulation / inferior temporal cortex / visual recognition / 視覚物体認識 / 多点脳刺激法 / 多点脳活動記録法 / カテゴリ認知 / 視覚認知 / 皮質脳波 / 神経科学

研究成果の概要

下側頭葉皮質は物体認識に不可欠な脳領域であり、下側頭葉ニューロンの活動は物体を同定するために必要な情報を符号化している。本研究では視覚認知課題を遂行中のサルに、皮質脳波法を適用して、下側頭葉皮質全域にわたる時空間パターンを同定すること、大脳皮質広域電気刺激を行い、皮質内に分散して表現された物体情報がどのようにして読み出されるのか明らかにすることを目的とした。多チャンネル広域電気記録・刺激システムを構築した。サルの大脳側頭葉皮質において、視覚記憶の形成を担う広域脳活動パターンを同定した。さらにこれらの活動パターンを情報流として解析することによって階層的な情報処理の実体が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Associative-memory representations emerge as shared spatial patterns of theta activity spanning the primate temporal cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Nakahara, Ken Adachi, Keisuke Kawasaki, Takeshi Matsuo, Hirohito Sawahata, Kei Majima, Masaki Takeda, Sayaka Sugiyama, Ryota Nakata, Atsuhiko Iijima, Hisashi Tanigawa, Takafumi Suzuki, Yukiyasu Kamitani and Isao Hasegawa
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: in press
  • NAID: 120005822769
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alternating zones selective to faces and written words in the human ventral occipitotemporal cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuo T, Kawasaki K, Kawai K, Majima K, Masuda H, Murakami H, Kunii N, Kamitani Y, Kameyama S, Saito N, Hasegawa I
  • 雑誌名: Cereb Cortex 巻: (in press) 号: 5 ページ: 1265-77
  • DOI: 10.1093/cercor/bht319
  • 査読あり
• [学会発表] 皮質脳波法で見た下側頭葉皮質の階層的な視覚情報処理ネットワーク (2016)
  • 著者名/発表者名: 川嵜 圭祐
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山県・富山市）
  • 年月日: 2016-04-26
• [学会発表] Information flow dynamics in inferior temporal cortex involving visual object processing (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki K, Haruna T, Sawahata H, Tanigawa H, Iijima A, Suzuki T, Hasegawa I.
  • 学会等名: Society for 2015
  • 発表場所: Cicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Tanigawa H, Takei R, Majima K, Kawasaki K, Suzuki T, Nakahara K, Kamitani Y, Hasegawa I. Decording from ECoG signals reveals the contents of color imagery in macaque inferior temporal and prefrontal cortices (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanigawa H, Takei R, Majima K, Kawasaki K, Suzuki T, Nakahara K, Kamitani Y, Hasegawa I
  • 学会等名: The 6th FAONS congress and the 11th Biennial conference of CNS
  • 発表場所: Wuzhen, ChIna
  • 年月日: 2015-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] サルの下側頭皮質と前頭前皮質からの皮質脳波を用いた色イメージ情報の解読 (2015)
  • 著者名/発表者名: 谷川 久, 武井 廉, 間島 慶, 川嵜 圭祐, 澤畑 博人, 中原 潔, 鈴木 隆文, 神谷 之康, 長谷川 功.
  • 学会等名: 第25回日本神経回路学会全国大会 (JNNS2015)
  • 発表場所: 電気通信大学（東京都・調布市）
  • 年月日: 2015-09-02
• [学会発表] 連合学習に伴うサル内側側頭皮質脳波の 周波数間結合の増大 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中田 涼太, 安達 賢, 川嵜 圭祐, 澤畑 博人, 松尾 健, 鈴木 隆文, 谷川 久, 飯島 敦彦, 長谷川 功, 中原 潔
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] マカクザルの前頭前皮質における図形文字処理に関わる脳内メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮島 友章, 飯島 敦彦, 川嵜 圭祐, 谷川 久, 澤畑 博人, 鈴木 隆文, 松尾 健, 長谷川 功
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Hierarchical propagation of visual response through the inferior temporal cortex (2014)
  • 著者名/発表者名: K. KAWASAKI, T. HARUNA, Y. FUJIKI, H. SAWAHATA, H. TANIGAWA, A. IIJIMA, T. SUZUKI, I. HASEGAWA
  • 学会等名: 日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] Cortical theta wave associated with visual long-term memory in the monkey medial temporal lobe
  • 著者名/発表者名: Adachi K., Kawasaki K., Sawahata H., Matsuo T., Suzuki T., Tanigawa H., Iijima I., Hasegawa I., Nakahara K.
  • 学会等名: Neuroscience 2013
  • 発表場所: San diego, USA
• [学会発表] Decoding recalled visual memory using electrocorticographic (ECoG) signals in macaque inferior temporal and prefrontal cortices
  • 著者名/発表者名: Tanigawa H., Majima K., Kawasaki K., Sawahata H., Nakahara K., Suzuki T., Kamitani Y., Hasegawa I.
  • 学会等名: Neuro 2013
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Cross-frequency coupling of cortical oscillations during long-term memory retrieval in the monkey medial temporal lobe
  • 著者名/発表者名: Adachi K., Kawasaki K., Sawahata H., Matsuo T., Suzuki T., Tanigawa H., Iijima I., Hasegawa I., Nakahara K.
  • 学会等名: Neuro 2013
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] マカクザル下側頭葉皮質視覚情報処理における整流作用:順列局所伝達エントロピー解析
  • 著者名/発表者名: 藤木裕也, 春名太一, 川嵜圭祐, 澤畑博人, 鈴木隆文, 長谷川功
  • 学会等名: 第14回計測自動制御学会
  • 発表場所: 神戸