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2012 年度 実績報告書

ヒト身体像を構成する神経表象の解明とミラーニューロンシステム仮説の検証

研究課題

研究課題/領域番号 11J08279
研究機関株式会社国際電気通信基礎技術研究所

研究代表者

小川 健二  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2013-03-31
キーワード脳機能イメージング / 視覚運動制御 / 運動学習 / 身体像 / 内部モデル
研究概要

ヒトは,自らの身体状態のイメージ(身体像)を脳内で動的に推定しており,さらに自己の身体像は他者認知の基盤ともなっていると考えられる(ミラーニューロンシステム仮説).また身体像は,日々変化する環境,あるいは身体や道具の特性に適応する必要があり,このためには運動指令や環境変化を予測可能な脳内の内部モデルの学習が不可欠である.そこで本研究は,このような身体像の基盤となる内部モデルの神経表象を明らかにするため,ヒトが2種類の感覚運動変換に適応した後の脳活動を機能的磁気共鳴画像法(functional MRI)で計測し,それぞれの変換条件を表象する脳部位の特定を試みた.
先行研究から,ヒトは複数の運動スキルを同時並行的に学習可能な点が示されているが,これは個々のスキルに対応した複数の内部モデルが脳内に獲得されているものと考えられる.実験ではジョイスティックを使った視覚トラッキングを用い,実験参加者は2種類の相反する回転変換(+90度または-90度)に同時適応した.そして,運動中のfMRI活動に対してマルチボクセルパターン分析(MVPA)を用い,変換条件が識別可能か検討した.また回転変換条件と,低次の運動キネマティクスとの違いを明示的に区別するため,2種類のターゲット軌跡パターンを設け,異なる変換条件と軌跡パターンの組合せに対する識別器の汎化精度を調べた.結果から,感覚運動野,補足運動野,および小脳前部の活動パターンを使って回転変換の識別が可能であった.本研究から,感覚運動関連野および小脳で異なる感覚運動マッピングが表象されていることが明らかとなった.

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

これまでの成果から,マルチボクセルパターン分析(MVPA)を使うことで,従来の分析は不可能であった複数の内部モデルの神経表象を厳密に明らかにすることに成功し,この成果はThe Journal of Neuroscienceに受理された.これらの点から研究進捗は順調であると考える.

今後の研究の推進方策

今後は,これまでに明らかとなった自己の身体像が,どのように他者の認識にも使われているのかを検証する予定である.fMRIを用いた多変量解析手法を使うことで,ヒトの社会認知におけるミラーニューロンシステム仮説の厳密な検証が可能であると考える.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Human sensorimotor cortex represents conflicting visuomotor mappings2013

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K.
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 33 ページ: 6412-6422

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.4661-12.2013.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An fMRI study of a picture-sentence verification task : evidence of attention shift to the grammatical subject2013

    • 著者名/発表者名
      Iwabuchi T.
    • 雑誌名

      Neuroreport

      巻: 24 ページ: 298-302

    • DOI

      10.1097/WNR.0b013e32835f8826

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 視覚運動学習における2種類の回転変換に特異的な神経表象の検討2012

    • 著者名/発表者名
      小川健二
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: Vol. 112, No. 232 ページ: 11-16

  • [雑誌論文] イメージが介在する認知処理とその脳内基盤-自己と外部運動イメージに関わる神経基盤-

    • 著者名/発表者名
      小川健二
    • 雑誌名

      イメージ心理学研究

      巻: 印刷中(印刷中)

  • [学会発表] Neural substrates of lag adaptation in motor systems2013

    • 著者名/発表者名
      Cai C.
    • 学会等名
      Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation (SNR2013)
    • 発表場所
      国立障害者リハビリテーションセンター(埼玉県)
    • 年月日
      20130313-20130314
  • [学会発表] Cortical mechanisms underlying the processing of Japanese hierarchically embedded sentence structure2012

    • 著者名/発表者名
      Iwabuchi T.
    • 学会等名
      4th annual Neurobiology of Language Conference
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      20121025-20121027
  • [学会発表] Multiple time constants in sensorimotor adaptation : a model-based fMRI study2012

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K.
    • 学会等名
      42nd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      20121013-20121017
  • [学会発表] Neural correlates for two-state models of sensorimotor learning2012

    • 著者名/発表者名
      Imamizu H.
    • 学会等名
      35th annual meeting of Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Aichi, Japan
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] Localize the Bereitschaftsmagnetfeld using Variational Bayesian Multimodal EncephaloGraphy (VBMEG)2012

    • 著者名/発表者名
      Cai C.
    • 学会等名
      35th annual meeting of Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Aichi, Japan
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] Prediction of performance errors from brain activity during motor preparation2012

    • 著者名/発表者名
      Oohata R.
    • 学会等名
      35th annual meeting of Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Aichi, Japan
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 運動前のMEG脳活動を用いたエラーの予測2012

    • 著者名/発表者名
      大畑龍
    • 学会等名
      第6回Motor Control研究会
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県)
    • 年月日
      20120621-20120623
  • [学会発表] 身体化による認知に関わる脳内基盤:ミラーシステム2012

    • 著者名/発表者名
      小川健二
    • 学会等名
      同志社大学文化情報学部「身体認知論」
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-12
  • [学会発表] Neural representation of observed object-directed actions in the parietal and premotor cortices2012

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K.
    • 学会等名
      Mirror neuron : 20 years after the discovery
    • 発表場所
      京都大学(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-09
  • [図書] 「認知心理学ハンドブック」日本認知心理学(編)

    • 著者名/発表者名
      小川健二(共著)
    • 出版者
      有斐閣(印刷中)

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公開日: 2014-07-16  

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