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2019 年度 実績報告書

多次元神経イメージング技術による視覚・聴覚障害者の神経可塑性研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K13083
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

中井 智也  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, 研究員 (60781250)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード言語 / 計算 / MRI / ワーキングメモリ
研究実績の概要

申請者は、平成29年度、平成30年度に引き続き、言語・計算・ワーキングメモリ課題の機能的MRI実験データに基づく解析結果を論文にまとめた。30名の非右利き被験者について、言語課題と計算課題に共通して左右下前頭回(ブローカ野)に有意な神経活動がみられた。脳の各領域において側性化指標を計算したところ、下前頭回を含むシルヴィウス溝を中心とした言語関連領域において、言語と計算に共通して脳活動パターンが側性化することが明らかになった。言語と計算の側性化指標の相関はブローカ野後方に位置する中心前回で最も高かった。この結果は2020年3月にCortex誌に掲載された。
さらに、6名の被験者に7日間にわたり文章刺激を読み/聞き条件で与えた際の脳活動データを解析した。得られた脳活動データに対し、文章刺激から抽出した意味特徴量および音韻特徴量を組み合わせたBanded-Ridge回帰を実施した。結果として、音声と文章のクロスモーダルな情報を担っている脳領域と、注意選択的な言語情報を担っている脳領域を明らかにし、Society for Neurobiology of Language 2019および脳と心のメカニズム第20回冬のワークショップにおいて発表した。現在、その結果を論文にまとめ、投稿準備をしている。
続いて、言語、計算、ワーキングメモリを含む多様な認知機能の関係を明らかにするため、認知課題を100種類以上用意し、6名の被験者に対し3日間にわたりMRI実験を実施した。得られた脳活動に基づいて課題間の階層的関係を可視化した。その結果、言語と記憶はヒトの認知機能の中でも大きなクラスターをそれぞれ形成していることが明らかになった。この研究はNature Communications誌に掲載され、日本経済新聞をはじめとする各種メディアでも取り上げられた(2020年3月10日)。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

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) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Quantitative models reveal the organization of diverse cognitive functions in the brain2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 1142

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41467-020-14913-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cortical collateralization induced by language and arithmetic in non-right-handers2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nakai, Kazuo Okanoya
    • 雑誌名

      Cortex

      巻: 124 ページ: 154-160

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.cortex.2019.11.009

    • 査読あり
  • [学会発表] Quantitative models reveal the cortical representation of linguistic information modulated by selective attention2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nakai, Hiroto Q. Yamaguchi, Shinji Nishimoto
    • 学会等名
      The 20th Winter Workshop on the Mechanism of Brain and Mind
  • [学会発表] Similarity of cortical semantic representations during language production and comprehension2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Q. Yamaguchi, Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto
    • 学会等名
      11th Annual Meeting of the Society for the Neurobiology of Language
  • [学会発表] Functional subdivisions around FEF revealed by multi-modal modeling of movie-evoked activity2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Q. Yamaguchi, Satoshi Nishida, Tomoya Nakai, Shinji Nishimoto
    • 学会等名
      25th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
  • [学会発表] 高次脳機能のデコーディング2019

    • 著者名/発表者名
      中井智也
    • 学会等名
      第3回CiNet脳情報研究WS
  • [備考] ヒトの多様な認知機能を司る脳内情報表現の可視化と解読に成功

    • URL

      https://www.nict.go.jp/press/2020/03/10-1.html

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公開日: 2021-01-27  

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