| 研究課題/領域番号 |
15K16015
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
兼子 峰明 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (50744372)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 視覚的注意 / 急速眼球運動 / fMRI / マーモセット |
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| 研究実績の概要 |
霊長類は視覚的な情報を選択的に取得・処理する。高速な眼球運動(サッカード)を用いて特定の興味の対象を効率よく注視する一方で、周辺視野では次のサッカード先を決定する。これを顕在的注意の制御と呼ぶ。日常生活では、同種個体の顔など重要な情報には小さなサッカードを用いて精査して、突発的な外界の変化には大きなサッカードを用いて対応するということが考えうる。このような顕在的注意の制御にはどのようなメカニズムが機能しているのだろうか。本研究では、自然画像の自由観察課題とｆMRI、拡散強調MRIを組み合わせることで、サッカードの大きさに応じた神経メカニズムの機能分化の様相を明らかにすることを目指す。
本年度は、各種実験セットアップの確立を行った。マーモセットの眼球運動を測定するためのシステムを開発した。非訓練動物における自動キャリブレーションシステムと自由観察課題を開発した。これにより自然画像観察時の視線探索分布を調べることができる。視覚誘導性眼球運動課題をマーモセットに訓練することに成功し、これにより眼球運動測定が視野角一度未満の精度で計測できていることが確認された。また、覚醒下でfMRIを行うためにシステム開発を行った。MRIに適合するヘッドポストおよび8チャンネルコイルシステムを開発した。さらにこれらに適合した視覚提示装置を開発した。視野角で最大40度ほどの刺激を超高磁場MRIにおいて呈示できるようになった。これらの装置により覚醒マーモセットから視覚刺激呈示中の機能画像を取得できるようになり、視覚刺激による頑健なBOLD信号変化を捉えることに成功した。
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| 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
本研究での重要な実験系の構築が概ね完了した。本課題において一つもっとも難しい問題は超高磁場環境にて眼球運動を計測を行いながら、ノイズの少ない機能画像を取得することである。この点において、縮小光学系を用いた眼球運動計測カメラ、同じく縮小光学系を用いた背面投射の画像呈示システム、動物固定のための高次場適合ヘッドポスト、これらに対応した8チャンネルサーフェスコイルの開発により実験の要求を満たすレベルで計測可能となった。本年度において覚醒マーモセットから視覚刺激提示中の機能画像を取得できるようになり、また視覚刺激による頑健なBOLD信号変化を捉えることに成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
開発した装置を用いて実験を進めていく。
被験個体に自然画像を呈示して自由に観察させる。この時の注視パターンをアイトラッカーで記録する。次に刺激画像の特徴量を定量的に評価する。この特徴量マップをもとに、各サッカードがサッカード先のどのような特徴量によって喚起されるのか、またサッカードの大きさと体系的な変化があるのかを調べる。続いてブロックデザインを用いた単純なサッカード課題を行う。サッカードの振幅に対して前頭眼野の活動に機能的局在があるか調べる。それが観察された場合、各サッケード振幅で賦活するエリアをROIとして、その他領野での活動の相関を計算する。これにより各サッカード振幅に応じたそれぞれの機能ネットワークを調べる。
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