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2002 年度 研究成果報告書概要

脳内局所血流動態測定による学習場面における脳機能分析

研究課題

研究課題/領域番号 12308008
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 教育工学
研究機関大阪大学

研究代表者

前迫 孝憲  大阪大学, 人間科学研究科, 教授 (00114893)

研究分担者 小池 敏英  東京学芸大学, 教育学部, 教授 (60251568)
西端 律子  大阪大学, 人間科学研究科, 助手 (20249816)
菅井 勝雄  大阪大学, 人間科学研究科, 教授 (40000294)
加藤 俊徳  (財)濱野生命科学研究財団, 主任研究員(研究職)
市川 祝善  株式会社日立メディコ, 技術研究所, 副技師長(研究職)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
キーワードNIRS / 近赤外分光法 / 脳機能 / 学習 / ヘモグロビン
研究概要

本研究は、脳内局所血流動態から、学習機能に関連する脳活動を測定するシステムの開発・改善を行うと共に、測定データと従来の生理データとの関係把握を通して、学習に関連する認知・発達・記憶過程の測定・分析と学習場面への活用を図ることを目的とした。
そして、NIRS(近赤外線酸素分光分析装置)の測定モデルの構築やfMRIとの比較、学習に関連すると考えられる各種の課題実行時の脳皮質表面の酸素化・脱酸素化ヘモグロビン濃度測定を行った。その結果NIRSでは、実際の脳活動を行っている脳皮質表面近傍の毛細血管部分のデータが直接、得られている可能性が示されたり、脳内の局所的活動のみならず、活動部位の時間的な推移や相互に協調していると思われる活動が重要な意味を持っていることなどが明らかになり始め、学習の進行に関連すると考えられる多くの興味ある結果が集まった。すなわち、学習に臨む個人差が酸素化ヘモグロビン量の変化に反映されている状態や、学習の進展が脱酸素化ヘモグロビンの変化から推測できることなどが明らかになってきた。これらは、従来は教育現場の勘に頼った観察により推測する以外には、ほとんど方法がなかったが、定量的データとして検証に耐え得るようになったという意味でも意義深いと思われる。そして、本研究の測定結果から、「わかった」という学習成立の瞬間には、脱酸素化ヘモグロビン領域の急激なスポット化を伴っているのではないか、といった仮説が得られた。
また、測定プローブの設置位置の選択により、高分解能が得られる可能性なども示されつつり、教育分野における脳機能測定データとして先駆けとなる基本的かつ重要な結果が得られたものと考える。

  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 黒田恭史, 江田英雄, 田中さやか, 菅井勝雄, 前迫孝憲: "問題解決の方略獲得過程における脳内の血流量の変化"第5回日本ヒト脳機能マッピング学会論文集. 77 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 加藤俊徳: "脳機能の局在化とFunctional MRIの決定力"脳神経外科. 30(7). 685-700 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 村井護曼, 魏 強: "脳の活動域と脳波の関係についての実証的研究-理科ディベート中の脳波活動から-"理科教育学研究. 43(2). 45-50 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 小池敏英: "機能的ベッドサイド近赤外線トポグラフィー法による前頭前野のヘモグロビン濃度変化の検討-実行機能課題の遂行中の特性-"臨床脳波. 44(12). 765-772 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 小池敏英, 前迫孝憲, 加藤俊徳: "NIRSによる単語順唱時のBroca野血流動態の検討"第32回日本臨床神経生理学会学術大会. 307 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 田中さやか, 江田英雄, 今井亜湖, 黒田恭史, 前迫孝憲, 菅井勝雄: "NIRSを用いた学習活動時の脳活動計測についての一研究-線描画活動の練習に関連した脳活動の変化-"日本教育工学会第18回大会講演論文集. 681-682 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 小池敏英, 雲井未歓, 大川佳美, 成基香, 前迫孝憲, 加藤俊徳: "言語課題遂行時の血流動態の測定によるBroca野の同定"生理心理学と精神生理学(第20回日本生理心理学会大会). 20(2). 177 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] KOIKE Toshihide, KUMOI Miyoshi, MAESAKO Takanori, ICHIKAWA Noriyoshi, FUJIWARA Noriyuki: "Properties of concentration changes of oxyhemoglobin and deoxyhermoglobin in the prefrontal cortex during the tasks of executive functions measured by near infrared spectroscopy"International Congress Series. 1232. 329-333 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] KOIKE Toshihide, KUMOI Miyoshi, MAESAKO Takanori, ICHIKAWA Noriyoshi, FUJIWARA Noriyuki: "Properties of concentration changes of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in the prefrontal cortex during the tasks of executive functions measured by near infrared spectroscopy"International Congress Series. 1232(ISBET 2001). 329-333 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] KATO Toshinori: "Ability of Functional MRI to Localize Brain Function"No Shinkel Geka. 30(7). 685-700 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] MURAI Moriyasu, WEI Qiang: "Experimental Research on the Relationship between Brain Waves and Brain Activity : Monitoring Brain Wave Activity During a Debate about Science"Journal of Research in Science Education. 43(2). 45-50 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] KOIKE Toshihide, KUMOI Miyoshi, MAESAKO Takanori, ICMIKAWA Noriyoshi, FUJIWARA Noriyuki, KATO Toshinori: "Concentration change of hemoglobin in the frontal cortex using functional near-infrared topography at bedside ; Responsive properties during the tasks of exective functions"Clinical Electroencephalography. 44(12). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] TANAKA Sayaka, EDA Hideo, IMAI Ako, KURODA Yasufumi, MAESAKO Takanori, SUGAI Katsuo: "Measurement of Brain Acfivation during Learning with Near-infrared Spectroscopy"Proceedings of 2002 Conference Of Japan Society of Educational Technology. 681-682 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] TANAKA Sayaka, SUGAI Katsuo, MAESAKO Takanori, KOIKE Toshihide: "Measurement of Cerebral Activity State During Writing and Drawing -Using Optical Topography-"Proceedings of 2001 Conference Of Japan Society of Educational Technology. 647-648 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2004-04-14  

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