アルファ波に基づく領域間相互作用仮説の操作的検証

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05862
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 天野 薫 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (70509976)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: アルファ波 / スマート端末 / ジター錯視 / 視覚 / MEG / 脳波 / 拡散強調MRI

研究実績の概要

視覚情報処理におけるアルファ波の機能に関して多くの成果が上がった．具体的には，アルファ波の周波数の個人差や個人内変動と対応して，ジター錯視の見えの周波数が変化することを見いだした．さらに経頭蓋電流刺激を用いて，アルファ波の周波数を増減させる技術を開発し，アルファ波の周波数の変化に伴い錯視の見えの周波数が変化することを立証した．一連の成果は，Current Biology誌に発表した．
本研究の成果は裏を返すと，ジター錯視の見えの周波数を心理学的に測定することにより，脳波を直接計測することなくアルファ波の周波数を計測できることを意味している．そこでジター錯視の周波数を測定するAndoroid/iOS用アプリケーションを作成した．予備実験により実際に脳波計を使って計測したアルファ波の周波数とiPadを使って測定したジター錯視の周波数が対応することが確認された．さらに本手法を使って朝，昼，晩と定期的に10日間にわたってアルファ波の周波数を測定したところ，アルファ波の周波数が一日の中でもシステマチックに変動している可能性が見いだされた．今後この日内変動のメカニズムを詳しく調べて行くと共に，アプリを拡張し，直接脳波を計測せずにアルファ波の強度さらには他の周波数帯の脳波の周波数，強度を測定するシステムを構築していく予定である．
アルファ波の周波数には大きな個人差があるが，その個人差と関連した白質線維の同定にも成功した．具体的には外側漆状体と呼ばれる神経核と視覚皮質を結ぶ視放線と呼ばれる白質線維の特性がアルファ波の周波数と関連することを見いだし，eNeuro誌に論文発表した．

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The DecNef collection, fMRI data from closed-loop decoded neurofeedback experiments (2021)
  • 著者名/発表者名: Cortese, A., Tanaka, C,S.,_Amano, K.,_Koizumi, A., Lau, H., Sasaki, Y., Shibata, K., Taschereau-Dumouche, V., Watanabe, T., Kawato, M.
  • 雑誌名: Scientific Data 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41597-021-00845-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 反応時間 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川島朋也, 天野薫
  • 雑誌名: 映像情報メディア学会誌 巻: 74 ページ: 349-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] 反応時間および同時性知覚の神経基盤 (2020)
  • 著者名/発表者名: 天野薫，西田眞也
  • 雑誌名: 基礎心理学研究 巻: 38 ページ: 232-236
  • DOI: 10.14947/psychono.38.35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter-individual differences in occipital alpha oscillations correlate with white matter tissue properties of the optic radiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Minami, S.,_Oishi, H.,_Takemura, H.,_Amano, K.
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 7 ページ: -
  • DOI: 10.1523/ENEURO.0224-19.2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Predicting neural response latency of the human early visual cortex from MRI-Based tissue measurements of the optic radiation (2020)
  • 著者名/発表者名: Takemura, H.,_Yuasa, K.,_Amano, K.
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 7 ページ: -
  • DOI: 10.1523/ENEURO.0545-19.2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Atypical spatial frequency dependence of visual metacognition among schizophrenia patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Koizumi, A., Hori, T., Maniscalco, B., Hayase, M., Mishima, R., Kawashima, T., Miyata, J., Aso, T., Lau, H., Takahashi, H., Amano,K.
  • 雑誌名: NeuroImage: Clinical 巻: 27 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2020.102296
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] V1 projection zone signals in human macular degeneration depend on task despite absence of visual stimulus (2020)
  • 著者名/発表者名: Masuda, Y., Takemura, H., Terao, M., Miyazaki, A., Ogawa, S., Horiguchi,H., Nakadomari, S., Matsumoto, K., Nakano, T., Wandell, B., Amano, K.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 31 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.cub.2020.10.034
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 新学術領域研究「時間生成学―時を生み出すこころの仕組み」 (2019)
  • 著者名/発表者名: 村上郁也, 天野薫
  • 雑誌名: 基礎心理学研究 巻: 38 ページ: 161-163
  • DOI: 10.14947/psychono.38.25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Threat anticipation in pulvinar and in superficial layers of primary visual cortex (V1). Evidence from layer-specific ultra-high field 7T fMRI (2019)
  • 著者名/発表者名: Koizumi, A., Zhan, M., Ban, H., Kida, I., De Martino, F. J., Vaessen, M., de Gelder, B.,_Amano, K.
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1523/ENEURO.0429-19.2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ヒトの脳活動を非侵襲的に操作して視知覚を生み出す脳内機構に迫る (2021)
  • 著者名/発表者名: 天野薫
  • 学会等名: 応用脳科学コンソーシアム 応用脳科学アカデミー
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトの脳活動を非侵襲的に操作して視知覚を生み出す脳内機構に迫る (2020)
  • 著者名/発表者名: 天野薫
  • 学会等名: 金曜サイエンスサロン
  • 招待講演
• [学会発表] トップダウン注意の時間特性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川島朋也，林正道，天野薫
  • 学会等名: 日本視覚学会2020冬季大会
• [学会発表] 妨害刺激抑制が知覚リズムを変調する (2020)
  • 著者名/発表者名: 川島朋也，林正道，天野薫
  • 学会等名: 第43回日本神経科学大会
• [学会発表] 経頭蓋交流電気刺激中（tACS）とMEG同時計測手法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 澁澤柊花, 大塚明香, 天野薫
  • 学会等名: 第43回日本神経科学大会
• [学会発表] 注意の促進と抑制は独立にはたらくか: オンライン実験によるChang and Egeth（2019）の追試と再検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川島朋也, 天野薫
  • 学会等名: 日本基礎心理学会第39回大会
• [学会発表] 反応時間と主観的同時点の神経相関 (2019)
  • 著者名/発表者名: 天野薫
  • 学会等名: 日本基礎心理学会2019年度第1回フォーラム 「心を計る-反応時間の基礎心理学-」
  • 招待講演
• [学会発表] 視覚情報処理のクロックとしてのアルファ波 (2019)
  • 著者名/発表者名: 天野薫
  • 学会等名: 生命機能研究科研究交流会（FBSコロキウム）
  • 招待講演
• [学会発表] Alpha oscillation as a clock for visual processing (2019)
  • 著者名/発表者名: 天野薫
  • 学会等名: 生理研研究会「視覚・認知脳機能研究の先端」
  • 招待講演
• [学会発表] 非侵襲的な脳活動変調技術を使って視知覚を生み出す脳活動に迫る (2019)
  • 著者名/発表者名: 天野薫
  • 学会等名: 視覚情報基礎研究会第38回研究発表会
  • 招待講演
• [学会発表] 経頭蓋交流電流刺激中のMEG計測におけるノイズ軽減 (2019)
  • 著者名/発表者名: 澁澤柊花, 大塚明香, 天野薫
  • 学会等名: 第34回日本生体磁気学会
• [学会発表] A parcellation method of human lateral geniculate nucleus subdivisions using structural MRI (2019)
  • 著者名/発表者名: 大石浩輝, 竹村浩昌, 天野薫
  • 学会等名: 第3回ヒト脳イメージング研究会
• [学会発表] 注意の瞬きに見られるリズム特性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川島朋也, 天野薫
  • 学会等名: 日本基礎心理学会第38回大会
• [学会発表] Non-invasive manipulation of human brain activities and its application (2019)
  • 著者名/発表者名: Amano, K.
  • 学会等名: Applying Neuroscience to Business
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Illusory jitter perceived at the frequency of alpha oscillations (2019)
  • 著者名/発表者名: Amano, K.
  • 学会等名: APCV2019 Symposium "Neural oscillations and behavioral oscillations"
  • 国際学会
• [学会発表] Using macromolecular tissue volume mapping to identify subdivisions in human lateral geniculate nucleus (2019)
  • 著者名/発表者名: Oishi, H., Takemura, H., Amano, K.
  • 学会等名: APCV2019 Symposium "Neural oscillations and behavioral oscillations"
  • 国際学会
• [学会発表] Using macromolecular tissue volume mapping to parcellate magno and parvo subdivisions in the human lateral geniculate nucleus (2019)
  • 著者名/発表者名: Oishi, H., Takemura, H., Amano, K.
  • 学会等名: Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Noise reduction in MEG measurement during transcranial electrical current stimulation (2019)
  • 著者名/発表者名: Shibusawa, S., Otsuka, A., Amano, K.
  • 学会等名: Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Behavioral oscillations in temporal attention (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawashima, T., Hayashi, J. M., & Amano, K.
  • 学会等名: Neural Oscillation Conference 2019
  • 国際学会
• [備考] CiNet天野グループ
  • URL: https://www2.nict.go.jp/bnc/amano/amano-j.html