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2013 年度 実績報告書

脳神経回路の同期の生成崩壊に基づく認知情報生成機構の解明

計画研究

研究領域ヘテロ複雑システムによるコミュニケーション理解のための神経機構の解明
研究課題/領域番号 21120005
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

山口 陽子  独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 神経情報基盤センター長 (00158122)

研究分担者 川崎 真弘  筑波大学, システム情報系, 助教 (40513370)
北城 圭一  独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 副チームリーダー (70302601)
研究期間 (年度) 2009-07-23 – 2014-03-31
キーワードコミュニケーション / 脳波 / 自閉症 / FEM / 同期 / 力学系 / presimulus / 計算論モデル
研究概要

これまで脳の認知処理において、複数のプロセスを並列に進行する必要のある課題で、脳内部位の同期回路が過渡的に現れることを示してきた。本年度は作業記憶のデュアルタスクにて、複数のシータ同期回路の形成が確認でき、シータによる中央実行回路のスイッチ機能を担う仮説が支持された。また、視覚作業記憶課題において視覚刺激が出る以前のシータ波の活動がその後の記憶の主観的明瞭さに関わることを明らかにした。
またヒトコミュニケーション課題として2者交互タッピング課題を実施し、健常者群とAutisitic Spectrum Disorder郡とでタッピングのパフォーマンスに差があることを発見した。さらに2者交互タッピング課題での行動を健常者について定量的に解析したところ、タッピングは相手のタッピングに対する位相応答曲線により特徴づけられて、2者の関係は同曲線を用いた結合振動子モデルで合理的に理解できることがわかった。
さらに、作業記憶課題における脳の結合振動子系としての性質、および脳内のリズム活動波動伝搬特性の実験データー特性について、西浦班と協力して計算論モデル構築を行い、非線形力学系としての分岐特性が、脳の過渡的活動の生成に重要な役割をなすこと、それらの活動が認知機能と密接に結ぶ可能性があることを理論モデルにより提示した。
以上より、2者間のコミュニケーションの神経機構として、脳内の自発リズムのダイナミクス、2者間での知覚刺激のリズム、そして行動のリズムをつなぐことで、コミュニケーションを構成する力学系を再構築して解析することが可能になり、力学系としてのコミュニケーションの解明への有効なてがかりを得た。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fronto-parietal and fronto-temporal theta phase synchronization for visual and auditory-verbal working memory2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kawasaki, Keiichi Kitajo, Yoko Yamaguchi
    • 雑誌名

      Frontiers in psychology

      巻: 5 ページ: 200

  • [雑誌論文] Ongoing theta oscillations predict encoding of subjective memory type2014

    • 著者名/発表者名
      FI Kleberg, K Kitajo, M Kawasaki, Y Yamaguchi
    • 雑誌名

      Neuroscience research

      巻: in press ページ: on-line

    • DOI

      10.1016/j.neures.2014.02.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frontal theta and beta synchronizations for monetary reward increase visual working memory capacity2013

    • 著者名/発表者名
      M Kawasaki, Y Yamaguchi
    • 雑誌名

      Social cognitive and affective neuroscience

      巻: 8(5) ページ: 523-530

    • DOI

      10.1093/scan/nss027

  • [雑誌論文] Inter-brain synchronization during coordination of speech rhythm in human-to-human social interaction2013

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kawasaki, Yohei Yamada, Yosuke Ushiku, Eri Miyauchi & Yoko Yamaguchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 ページ: 1692

    • DOI

      10.1038/srep01692

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous model for pathfinding system with self-recovery property2013

    • 著者名/発表者名
      Kei-Ichi Ueda, Yasumasa Nishiura, Yoko Yamaguchi, Keiichi Kitajo
    • 雑誌名

      arXiv preprint arXiv:

      巻: 309 ページ: 2845

  • [学会発表] Interpersonal brain synchronization in a human communication task2013

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Y
    • 学会等名
      China-Japan-Korea Joint Workshop on Neurobiology and Neuroinformatics (NBNI) 2013
    • 発表場所
      北京師範大学、北京、中国
    • 年月日
      20131118-20131119
    • 招待講演
  • [学会発表] Image based realistic EEG/MEG simulation in PhysioDesigner2013

    • 著者名/発表者名
      Oka H
    • 学会等名
      China-Japan-Korea Joint Workshop on Neurobiology and Neuroinformatics (NBNI) 2013
    • 発表場所
      北京師範大学、北京、中国
    • 年月日
      20131118-20131119
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-scale synchronization of oscillations in the brain as dynamical linker between self and environment2013

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Y
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN 2013)
    • 発表場所
      Agora for Biosystems, Sigtuna, Sweden
    • 年月日
      20130623-20130627
    • 招待講演
  • [学会発表] Neural dynamics for a sudden change in other's behavioral rhythm2013

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki M., Kitajo K., Fukao K., Murai S., Yamaguchi Y. and Funabiki Y
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Cognitive Neurodynamics (ICCN 2013)
    • 発表場所
      Agora for Biosystems, Sigtuna, Sweden
    • 年月日
      20130623-20130627
  • [学会発表] 海馬場所細胞と内嗅野の空間周期表現を持つ細胞によるhomingの計算論モデル2013

    • 著者名/発表者名
      三津沢将司, 山口陽子
    • 学会等名
      Neuro 2013
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 年月日
      20130620-20130622
  • [学会発表] Image based realistic EEG/MEG simulation in PhysioDesigner2013

    • 著者名/発表者名
      岡秀樹, 岩崎健一郎, 浅井義之, 野村泰伸, 山口陽子
    • 学会等名
      Neuro 2013
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都
    • 年月日
      20130620-20130622
  • [図書] Advances in Cognitive Neurodynamics III2013

    • 著者名/発表者名
      Omori, Sato,Yamaguchi,Tsuda
    • 総ページ数
      154
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2015-05-28  

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