音楽の神経科学

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09CE2006
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 中田 力 新潟大学, 脳研究所, 教授 (50281720)
• 研究分担者: 杉下 守弘 東京大学, 医学部, 教授 (10114513) ; 井上 多門 筑波大学, 名誉教授 (10168453) ; 木竜 徹 新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (80115021)
• キーワード: 音楽 / 神経科学 / 機能的磁気共鳴画像 / 高次脳機能

研究概要

研究施設の確立
最先端プロジェクトにとって、目的とする解析を行うための解析装置の改良、新しいalgorithmを含む方法論の開発は必須の事項である。本研究は平成9年度にスタートし、まず研究の主眼はhardwareを中心とした研究基盤の確立、研究施設の充実化に重点が置かれた。平成12年度には本研究を代表するメインプロジェクト、世界で最初の縦型高装置fMRI装置が完成し、また、横型装置のup-grade、基礎実験用の小型3T装置の導入も完了した。膨大な情報量を持つ画像データーの処理には、平成11年度に導入した64 CPU装置の装置を中心としたネットワークを形成し、いくつもの重要なalgorithmの開発と共に、磁気共鳴装置との融合を図った。平成13年度は、当初5年の予定で出発した本COEの最終年度にあたり、全体構想の完了をきして、これら大型装置の有機的な統合と、初学者でもある程度のtrainingを受ければ、userとして参加できるための環境作りを目指した最先端技術のroutine化と、PCとの統合を進めている。また、11月に入り、本COEプログラムの2年延長が認められたことから、延長申請に謳った、real-time fMRI、virtual reality fMRI、及び、virtual laboratoryの形成に向けた作業を開始している。
ヒト脳機能解析
ヒト脳機能解析の各論においては、これまでの、言語、利き腕、三次元空間処理に関した脳機能に加え、随意対不随意運動、Dyslexia、分裂症などを対象とした、病態における脳機能解析を開始している。
特記すべきことは、感性への科学的、客観的アプローチとして、「才能の機能画像」のプロジェクトを開始したことである。これは、平成12年度に開始した脳機能解析の数理化プロジェクトから派生したものであり、囲碁の機能画像を中心にした、長期プロジェクトである。「才能」の定義を、「特定部位の賦活能力の差」として捉えて、prospectiveに「行動学」と「機能画像」とのcorrelateを図るものである。これまで、脳機能解析は、あくまでも純粋理論の域を脱することのできない数理神経科学的アプローチと、あくまでも現象論から離れることのできない実験神経科学のアプローチとに頼らざるを得なかった。言い換えれば、理論と実践の融合という近代科学の取るべき本来の姿に則った研究を行うことが困難であった。本研究リーダーは米国滞在中、脳形態の偏微分方程式化を開始し、平成12年度にはその完成を見た。この「形態と機能の同一性」という生体機能におけるcentral dogmaに適合したはじめての脳機能理論を確立し、数理神経科学と実験神経科学の融合を目指した最初のfMRIプロジェクトである。
脳機能解析法の開発としては、これまで開発した、ICS法、ラムダチャート解析、ニューロン画像、全相MRA、神経繊維の自動追跡アルゴリズム、などの普及を図るため、algorithmの一般化およびscriptの配布を行った。延長申請が認められたことから、このalgorithm普及のプロジェクトはvirtual laboratoryの完成に向けたプロジェクトに統合した形に変更されている。

研究成果

• [文献書誌] Harada A: "High-field magnetic resonance imaging in patients with moyamoya disease"J Neurosurg. 94. 233-237 (2001)
• [文献書誌] Grossman M.: "Editorial: A Letter is a Letter is a Letter: Pure Alexia for Kana"Neurology. 56. 699-200 (2001)
• [文献書誌] Nakada T.: "Planum temporale where spoken and written language meet"European Neurol. 46. 121-125 (2001)
• [文献書誌] Nakada T.: "Brain strategies for reading in the second language are determined by the first language"Neurosci Res. 40. 351-358 (2001)
• [文献書誌] Igarashi H.: "^lH magnetic resonance spectroscopic imaging of permanent focal cerebral ischemia in rat: longitudinal metabolite changes in ischemic core and rim"Brain Res. 907. 208-221 (2001)
• [文献書誌] Itoh K.: "Asymmetry of parietal lobe activation during piano performance: a high-field functional magnetic resonance imaging study"Neurosci Let. 309. 41-44 (2001)
• [文献書誌] Nakada T.: "Human brain imaging in the upright position"Neurology. 57. 1720-1722 (2001)
• [文献書誌] Yoneoka Y.: "Central Tinnitus"ENTJ. 80. 864-866 (2001)
• [文献書誌] Suzuki K.: "Fast and precise independent component analysis for high field fMRI time series tailored using prior information on spatiotemporal structure"Human Brain Map. 15. 54-66 (2002)
• [文献書誌] Terajima K.: "EZ-Tracing: A new ready-to-use algorithm for magnetic resonance tractography"J Neurosci Method. (In Press).
• [文献書誌] Yoneoka Y.: "Criteria for normalcy of cavities observed within the adult hippocampus: high-resolution MRI study on a 3.0 Tesla system"J Neuroimg. (In Press).
• [文献書誌] Ahrens E. T.: "Small animal neuro-imaging using magnetic resonance microscopy"Progress in NMR Spectroscopy. (In Press).
• [文献書誌] 中田力: "高磁場MRによる脳機能画像"脳と神経. 53. 133-138 (2001)
• [文献書誌] 中田力: "母なる自然の統一法則"日本ME学会雑誌. 15. 7-10 (2001)
• [文献書誌] 中田力: "MR脳機能解析と精神神経疾患"脳と精神医学. 12. 101-104 (2001)
• [文献書誌] 中田力: "音楽と右半球"Clinical Neurosceince. 19. 425-429 (2001)
• [文献書誌] 中田力: "脳卒中診療における3T MRIの可能性"カレントテラピー. 19. 597-600 (2001)
• [文献書誌] 中田力: "機能的磁気共鳴画像の実践。柴崎浩, 田川皓一, 湯浅龍彦編:ダイナミック神経診断学"西村書店(In Press).
• [文献書誌] 中田力: "脳の方程式いち・たす・いち"紀伊国屋出版、東京. 198 (2001)