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2016 年度 実施状況報告書

知覚・認知に関わる脳領域間結合の解析法の網羅的比較

研究課題

研究課題/領域番号 15K13163
研究機関生理学研究所

研究代表者

木田 哲夫  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 特任准教授 (80419861)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード脳領域間結合 / 脳磁図 / 注意
研究実績の概要

知覚および認知の成立には脳活動だけでなく様々な神経回路間での信号の相互伝達が必要である。近年、様々な認知課題遂行中の脳領域間の機能結合・有効結合が明らかにされてきたが、結合解析法は多数提唱されており、統一的な見解は得られていない。特に脳波や脳磁図では容積伝導の影響や基準電極の問題があり、どの結合解析法を選択すべきかは重要な問題である。本研究では、注意課題を遂行している際の被験者から脳磁場データを計測し、脳領域間結合の解析結果を様々なタイプの結合解析法について網羅的に比較する。これによって各解析法の長所・短所およびそれらの有用性を明確化することを目的とする。初年度は方向性を持たない機能結合の指標に着目した研究を行ったが、本年度は、方向性を持つ有効結合の指標に着目した研究を行った。様々な視覚的特徴を有する視覚刺激を被験者に提示した。これらの視覚刺激の識別を必要とする視覚性注意課題を被験者が遂行している際に全頭型306チャンネル脳磁場計測装置で計測した脳磁場(Magnetoencephalography: MEG)データに対して、有効結合の指標として位相勾配および移動エントロピーを求め、比較した。またMEG信号の各周波数帯域の活動量(パワー値)も検証した。これらの解析は全て信号源空間で行なった。その結果、位相勾配と移動エントロピーは類似のパターンを示したが、パワー値とは異なるパターンを示した。これらの結果は、機能結合と有効結合を含む脳領域間結合の指標を選択・利用する際の手がかりのひとつになるものと考えられる。

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

計画通り、有効結合の比較をおこなったが、前年度に用いた解析法に弱点があることが判明した。これを克服できる方法論を新たに導入するため、研究課題を翌年度まで期間延長することとした。そのため、やや遅れていると評価した。

今後の研究の推進方策

パワー相関法による結合解析を用いた追加実験および解析を次年度に行う。またサンプル数を増やす。

次年度使用額が生じた理由

初年度にバイアス除去位相差法による結合解析を行ったが、この方法ではパワー値の増減に伴うバイアスを完全には排除できないことがわかった。そのため、追加実験および追加解析を次年度に行い、より詳細な検討を加える必要性が生じた。

次年度使用額の使用計画

追加実験およびパワー相関法による結合解析を用いた追加解析を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Attention as a determinant of task performance: From basics to applications2017

    • 著者名/発表者名
      Kida T, Tanaka E, Kakigi R
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      巻: 6 ページ: 59-64

    • DOI

      10.7600/jpfsm.6.59

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 触覚性注意の指選択性2016

    • 著者名/発表者名
      木田哲夫、田中絵実、柿木隆介
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 29 ページ: 88-89

    • 査読あり
  • [学会発表] 触覚性注意における指選択性:脳磁図による検証2016

    • 著者名/発表者名
      木田哲夫、田中絵実、柿木隆介
    • 学会等名
      第63回中部日本生理学会
    • 発表場所
      愛知、岡崎、岡崎カンファレンスセンター
    • 年月日
      2016-11-04 – 2016-11-05
  • [学会発表] 触覚性注意効果の分布様式:脳磁図による検証2016

    • 著者名/発表者名
      木田哲夫、田中絵実、柿木隆介
    • 学会等名
      第46回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      福島、郡山、ホテルハマツ
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-29
  • [学会発表] MEG analysis of attentional modulation and control2016

    • 著者名/発表者名
      Kida T
    • 学会等名
      6th CIN-NIPS joint symposium
    • 発表場所
      German, Tuebingen, University of Tuebingen
    • 年月日
      2016-10-10 – 2016-10-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Selectivity of tactile attention: an MEG study2016

    • 著者名/発表者名
      Kida T, Tanaka E, Kakigi R
    • 学会等名
      The 20th international conference on biomagnetism (Biomag2016)
    • 発表場所
      South Korea, Seoul, Coex
    • 年月日
      2016-10-01 – 2016-10-06
    • 国際学会
  • [学会発表] 手指動作における感覚運動調節機構の空間的勾配2016

    • 著者名/発表者名
      木田哲夫、田中絵実、柿木隆介
    • 学会等名
      第71回日本体力医学大会
    • 発表場所
      岩手、盛岡、岩手県民情報交流センター
    • 年月日
      2016-09-23 – 2016-09-25
  • [学会発表] 触覚性注意の指選択性2016

    • 著者名/発表者名
      木田哲夫、田中絵実、柿木隆介
    • 学会等名
      第31回日本生体磁気学会大会
    • 発表場所
      石川、金沢、金沢市文化ホール
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10

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公開日: 2018-01-16  

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