| 研究領域 | 人工知能と脳科学の対照と融合 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06564
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
田中 啓治 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (00221391)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 作業セット / 慣性 / 反応時間 / 前頭前野 / 前頭眼窩野 / 磁化率アーチファクト / マルチバンド法 / インプレーンアクセラレーション |
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| 研究実績の概要 |
潜在的に用意された作業セットの慣性の影響が次試行遂行に顕著に現れる心理パラダイムを作成した。被験者はモニターの中心に提示された色－矢印複合刺激を見て、手元の左右上下の4個のボタンのうちひとつを押す。被験者にはまず、色－方向マッピング課題と矢印－方向マッピング課題を別々に訓練した。次に、色－方向マッピング課題を連続して行わせたところ、競合コストが現れた：色が指定する反応方向と矢印が指定する反応方向が異なる競合条件での反応は、ふたつが一致する一致条件の反応より遅かった。また、競合条件・一致条件の経験は次の試行にも影響を与えた（競合シーケンス効果）：競合条件の後に比べて一致条件の後では、競合コストが大きかった。競合シーケンス効果の原因を検討するため、刺激から矢頭を抜いた中立条件を導入した。中立条件では矢印－方向マッピングの作業セットが用意されず、次の試行への慣性がない。中立条件試行後の試行における競合コストは、一致条件試行後の競合コストより小さく、競合条件試行後の競合コストとほぼ同じであり、慣性の影響の大きさを示した。
競合シーケンス効果には前頭眼窩野の関与する可能性があり、前頭眼窩野は磁化率アーチファクトの影響を受けやすいので、磁化率アーチファクトに強いfMRI撮像法を開発した。32チェネルのアレイコイルを受信に用い、同時に2個のスライスに共鳴励起を引き起こすマルチバンド法を用いることで撮像時間を短縮した。さらに、スライス内の位相エンコードステップを1/4にし、コイル間の空間感度分布の差を使って省略した位相エンコードステップの信号を再構成するインプレーンアクセラレーションを用いて撮像時間をさらに短縮し、撮像繰り返し時間1.08秒とした。その結果、スライス厚3 mm、スライス内解像度1.5 x 1.5 mm、全頭撮像で、前頭眼窩部のほとんどの領域で40以上の信号雑音比を実現した。
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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
研究代表者が程康から田中啓治へ交代したが、影響は軽微である。全体として順調に進捗している。複数の可能性の中からある規則に従ってひとつを選ぶ選択行動決定のメカニズムを、特に直前の選択において使った規則や複数の規則の間の葛藤の影響に焦点を当てて、心理物理実験と高分解能fMRI実験で解明することを目指している。複数の規則の間の葛藤の影響についてはこれまでにかなりの研究があるが、直前に使った規則の作業セットの慣性の影響については研究がほとんどないので、平成28年度は、作業セットの慣性の影響が顕著に現れる心理パラダイムを作成した。競合条件、一致条件に中立条件を混ぜることで、前試行の中で用意された作業セットの慣性の影響が現試行の遂行に顕著な影響を与えるパラダイムを作ることができた。また、競合シーケンス効果には前頭眼窩野の関与する可能性があり、前頭眼窩野は磁化率アーチファクトの影響を受けやすいので、磁化率アーチファクトに強いfMRI撮像法を開発した。マルチバンド法によるパラレルイメージングおよびインプレーンアクセラレーションを用いて撮像時間を短くすることにより、前頭眼窩野の信号雑音比を高めることに成功した。次年度以降は、作成した心理パラダイムとfMRI撮像法を使ってfMRI実験を行い、過去の選択において使った規則の作業セットの慣性や複数の規則の間の葛藤の経験が現在の選択に影響を与える神経メカニズムを解明する。
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| 今後の研究の推進方策 |
作成した心理パラダイムとfMRI撮像法を使ってfMRI実験を行い、過去の選択において使った規則の作業セットの慣性や複数の規則の間の葛藤の経験が現在の選択に影響を与える神経メカニズムを解明する。また、前頭眼窩部や側頭葉前方下部などにおける磁化率アーチファクトによる信号損失と画像歪みを更に削減するfMRI撮像法の開発を続ける。
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