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2021 年度 実績報告書

潜在認知過程による限界の制御とその突破

計画研究

研究領域⼼脳限界のメカニズム解明とその突破
研究課題/領域番号 20H05715
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

柴田 和久  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (20505979)

研究期間 (年度) 2020-10-02 – 2023-03-31
キーワード潜在過程 / 脳 / 学習 / 知覚 / 脳活動計測
研究実績の概要

コロナ禍が原因で着任が遅れていた研究技術員は2021年度初頭に着任が叶ったものの、外国人研究員の着任は2021年11月下旬まで最終的にずれ込んだ。そのため研究計画に一定の遅れがあったが、2021年度は主として行動実験、脳刺激実験、脳波実験を行った。

行動実験と脳刺激実験では、指運動の学習の限界を超える方法を調べるために指の系列順序運動訓練の前後に異なる訓練を挟んだり、系列順序運動訓練のあとに脳の特定の部位を経頭蓋磁気刺激(TMS)を断続的に刺激する実験を行った。TMSを一次運動野に打った場合と体性感覚野に打った場合で学習結果が異なるという知見が得られつつあり、この実験を予備実験として2022年度には本実験を行う予定である。また、指を動かす単純な反応時間課題を用いて、反応時間の限界を超えるための方法を模索した。ソニー・コンピュータ・サイエンス・ラボラトリーとの共同研究から、皮膚電気刺激により筋肉を人工的に駆動させる方法によって、通常の訓練では達成不可能な反応時間の向上を達成する方法を見つけた。この成果をヒューマン・コンピュータ・インターフェイス分野のトップ国際会議であるCHI 21で発表した。

脳波実験では柔軟な認知的判断を促進する脳の仕組みや判断の締切に迫られた極限状態での意思決定のメカニズムについて調べている。2021年度はデータ計測に費やしたが、2022年度も継続して実験を行う。その他、視覚の学習において、既知のパラダイムでは学習が成立しない状況で学習を起こすことが可能なパラダイムを発見し、国際学会であるVision Sciences Societyで発表した。また、本研究におけるコア技術のひとつであるfMRIニューロフィードバックの本の執筆に関わり、一章分を担当した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ禍により着任が遅れていた外国人研究員は2021年11月にようやく着任できた。それに伴い昨年度同様研究の進みややや遅れている。すでに研究室にいる研究員による手助けなどを得て、実験はある程度進んでおり、2022年度には予定していたテーマにおける実験に着手できる見通しは整っている。

今後の研究の推進方策

2022年度は、2021年度に行った行動実験、脳刺激実験、脳波実験を引き続き行う。さらに認知的要因を操作しながら通常環境における課題パフォーマンスの限界を超えるための実験パラダイムも試す。また機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いた脳イメージング実験やfMRIニューロフィードバックを用いた脳活動介入実験も実験の進捗に併せて実施する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ブラウン大学/シカゴ大学/カリフォルニア工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ブラウン大学/シカゴ大学/カリフォルニア工科大学
  • [雑誌論文] Preserving Agency During Electrical Muscle Stimulation Training Speeds up Reaction Time Directly After Removing EMS2021

    • 著者名/発表者名
      Kasahara Shunichi、Takada Kazuma、Nishida Jun、Shibata Kazuhisa、Shimojo Shinsuke、Lopes Pedro
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2021 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems

      巻: 1 ページ: 1~5

    • DOI

      10.1145/3411764.3445147

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Higher-order statistics contained in natural scenes allow task-irrelevant visual perceptual learning of supra-threshold orientation to occur2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhisa Shibata, Daiki Ogawa, Yuka Sasaki, & Takeo Watanabe
    • 学会等名
      Vision Sciences Society Annual Meeting
    • 国際学会
  • [図書] fMRI Neurofeedback2021

    • 著者名/発表者名
      Michelle Hampson, Kazuhisa Shibata
    • 総ページ数
      345
    • 出版者
      Academic Press
    • ISBN
      9780128224212
  • [備考] 心脳限界のメカニズム解明とその突破

    • URL

      https://www.brainlimit.jp/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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