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知覚学習と脳刺激による主観的時間の操作

公募研究

研究領域時間生成学―時を生み出すこころの仕組み
研究課題/領域番号 19H05313
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

林 正道  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 研究員 (50746469)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード時間知覚 / 心理物理 / 経頭蓋磁気刺激 / 知覚学習 / 機能的磁気共鳴画像法 / 脳磁図 / 脳機能イメージング
研究開始時の研究の概要

我々の感じる時間の長さは、様々な要因によって伸びたり縮んだりする。我々は近年、ヒトの右下頭頂小葉(rIPL)と呼ばれる脳領域が数百ミリ秒の特定の時間の長さ(時間長)に対して感度をもち、さらに実験参加者の時間長の推定精度、および主観的時間長の伸縮と関係していることを発見した。しかしながら、これらの研究は相関関係を示したに過ぎず、rIPLと主観的時間の因果関係は不明である。そこで本研究では、学習および脳刺激の手法により主観的時間を操作し、その際に生じる脳の変化を脳イメージングや脳磁図といった手法を用いて機能および構造の面から多角的に検討し、主観的時間と脳の因果関係を明らかにする。

研究実績の概要

本年度は、学習による時間長の脳内表現の変化を調べるため、知覚学習のパラダイムを用いた心理物理実験を行った。近年の我々の研究では、持続時間と間隔時間が脳内で別々のニューロン群によって表現されている可能性が示されたため、これらの異なる刺激フォーマットの間では脳における「学習の効率」も異なる可能性があると考えた。そのためこの実験では被験者を2群にわけ、一方の群では200ミリ秒の持続時間、もう一方の群では200ミリ秒の間隔時間についてそれぞれ4日間の弁別訓練を行い、訓練の前後で時間長の弁別閾値に変化が起こるかを調べた。その結果、持続時間では200ミリ秒の弁別閾値に変化がほとんど生じないのに対して、間隔時間の学習においては有意な閾値の低下が見られた。この結果は時間長の各フォーマットに対応する脳内表現に学習効率の違いがあることを示唆している。本研究成果は論文として国際学術誌に投稿済みであり、現在査読中である。
また、脳活動と時間感覚の因果関係を明らかにすることを目的とし、4連発磁気刺激(QPS)を用いた実験を行った。QPSは近年になって開発された非侵襲的な脳刺激法であり、効果の再現性に関する知見が不足していたことから、まずは効果の基礎的な検証をおこなった。この検証実験では、磁気刺激コイルを第一次運動野の直上に置き、刺激前後の運動誘発電位(MEP)の変化を検証した。実験の結果、先行研究で示された促進・抑制の効果が想定通りに再現されることが確認されたため、この成果を論文として発表した。さらにこの実験結果を踏まえ、QPSを用いて時間知覚の推定精度への影響について検討を行った。その結果、下頭頂小葉および補足運動野を刺激した際に時間長の推定精度に変化が見られたことから、これらの脳領域がどちらも時間感覚に重要である可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 10件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] SISSA(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Quadripulse stimulation: A replication study with a newly developed stimulator2022

    • 著者名/発表者名
      Kimura Ikko、Ugawa Yoshikazu、Hayashi Masamichi J.、Amano Kaoru
    • 雑誌名

      Brain Stimulation

      巻: 15 号: 3 ページ: 579-581

    • DOI

      10.1016/j.brs.2022.03.006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 外出規制が孤独感・不安・抑うつに及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Shogo、Gallego Hiroyasu Elisa M.、Nomura Keishi、Hayashi Masamichi J.、Yotsumoto Yuko
    • 雑誌名

      心理学研究

      巻: 92 号: 5 ページ: 397-407

    • DOI

      10.4992/jjpsy.92.20081

    • NAID

      130008134512

    • ISSN
      0021-5236, 1884-1082
    • 年月日
      2021-12-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microstructural Properties of Human Brain Revealed by Fractional Anisotropy Can Predict the After-Effect of Intermittent Theta Burst Stimulation2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Ikko、Oishi Hiroki、Hayashi Masamichi J、Amano Kaoru
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex Communications

      巻: 3 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1093/texcom/tgab065

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Duration Selectivity in Right Parietal Cortex Reflects the Subjective Experience of Time2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Masamichi J.、Ivry Richard B.
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 40 号: 40 ページ: 7749-7758

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0078-20.2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 磁気刺激による主観的時間の操作2022

    • 著者名/発表者名
      林正道
    • 学会等名
      日本認知心理学会第19回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Format-dependent representations of time intervals2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi MJ, Amano K
    • 学会等名
      43rd European Conference on Visual Perception
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predicting the efficacy of intermittent theta burst stimulation (iTBS) from the microstructural properties of the white matter2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura I, Oishi H, Hayashi MJ, Amano K
    • 学会等名
      CNS2021 virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The microstructure changes in human brain induced by intermittent theta burst stimulation2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura I, Oishi H, Hayashi MJ, Amano K
    • 学会等名
      rainbox Initiative Conference 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 間欠的シータバースト刺激による運動誘発電位の変化と白質の微細構造との関連性2021

    • 著者名/発表者名
      木村一皓、大石浩輝、林正道、天野薫
    • 学会等名
      第23回日本ヒト脳機能マッピング学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 間欠的シータバースト刺激による脳の微細構造の変化と運動誘発電位の変化の関連性2021

    • 著者名/発表者名
      木村一皓、大石浩輝、林正道、天野薫
    • 学会等名
      第51回日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 主観的時間の神経メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      林正道
    • 学会等名
      第45回日本神経心理学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Distractor suppression modulates perceptual rhythms in sequential sampling2020

    • 著者名/発表者名
      Kawashima T, Hayashi MJ, Amano K
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トップダウン注意の時間特性2020

    • 著者名/発表者名
      川島朋也、林正道、天野薫
    • 学会等名
      日本視覚学会2020年冬季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The Network Architecture of "Duration Selective" Brain Regions2019

    • 著者名/発表者名
      Protopapa F, Hayashi MJ, Kanai R, Bueti D
    • 学会等名
      2nd Annual Conference of the Timing Research Forum
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective connectivity in a "duration selective" cortical network2019

    • 著者名/発表者名
      Protopapa F, Hayashi MJ, Kanai R, Bueti D
    • 学会等名
      25th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Behavioral oscillations in temporal attention2019

    • 著者名/発表者名
      Kawashima T, Hayashi MJ, Amano K
    • 学会等名
      Neural Oscillation Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoding temporal information in human parietal cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi MJ, van der Zwaag W, Bueti D, Kanai R
    • 学会等名
      The 6th CiNet Conference: Brain-Machine Interface Medical Engineering based on Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoding time in human frontoparietal cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi MJ
    • 学会等名
      2nd Annual Conference of the Timing Research Forum
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neural basis of the subjective time experience2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi MJ
    • 学会等名
      Tokyo NTBS Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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