| 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 / スライス内高速化法 |
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| 研究実績の概要 |
約20名の被験者に対してfMRI実験を行い、その結果の準備的解析を行った。fMRI実験では、1.5 x 1.5 x 3ミリのボクセルを用い、スライス内高速化法でひとつの励起後の信号採取時間を短縮することで、前頭眼窩野における磁化率アーチファクトによる信号喪失を最低限に留めた。同時に、マルチバンド法とスライス内高速化法で全脳撮像時間を短くした（1.08秒）。
用いた課題では、刺激の色が指定する方向のボタン押しを行うように被験者に教示し事前訓練したが、色刺激に重ねた矢印により矢印方向への反応が自然に励起され、矢印方向への反応が色指定方向への反応に影響を与えた。以下の3条件の試行を含めた：１）矢印方向が色の示す方向に一致する一致条件、２）矢印方向が色の示す方向と異なる不一致条件、３）矢印の代わりに棒を提示したため影響のない中立条件。一致条件試行の後の試行では、中立条件試行の後の試行よりも反応時間が長い傾向があった。これは、一致条件試行の後の試行では、前試行で矢印により励起された反応セットが残り、色指定方向への反応セットへブレーキをかけたことを示唆する。
58個の脳部位に半径10ミリの球型ROIを設置し、マルチボクセルパターン解析によりそれぞれのROI内の活動パターンから現試行条件（一致条件か不一致条件か）を推定した。7個の領野において、一致条件試行の後の試行での推定の成績が、中立条件試行の後の試行での推定の成績より有意に高かった。そのうち前頭眼窩野外側部の活動については、被験者ごとに計算した現試行条件推定精度への前試行条件の影響と、その被験者における現試行条件による反応時間の差への前試行条件の影響の大きさとが、有意に正相関した。この結果は、前試行における課題遂行セット励起の経験を次の試行での制御に用いる上で、前頭眼窩野外側部が特別な役割を果たしていることを示唆した。
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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
23名の被験者でfMRI実験を行い、準備的解析において、新奇な結果を得た。
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| 今後の研究の推進方策 |
大脳皮質をフラットにしたフラットマップ上でROIを設定してマルチボクセル解析により試行条件を推定する解析を行う。また、これらの解析で浮かび上がった領野の間の機能的結合を解析する。これらの解析により調和・不調和シーエンス効果に対する前頭前野の関わりについての理解を深め、認知制御のモデル化を行う。また、磁化率アーチファクトの大きい脳部位を対象としたfMRI撮像の更なる改善を目指して、マルチショット・マルチバンドEPI法および並列励起MRI技術の開発を行う。並列励起MRI技術については、特に、局所温度上昇を正確に予測・モニターして被験者の安全を確保する方法を開発する。
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