• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2023 年度 実績報告書

記憶形成を促進する睡眠中の脳回路メカニズムの因果的解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H00521
研究機関高知工科大学

研究代表者

竹田 真己  高知工科大学, 情報学群, 教授 (00418659)

研究分担者 中原 潔  高知工科大学, 情報学群, 教授 (50372363)
長谷川 功  新潟大学, 医歯学系, 教授 (60282620)
地村 弘二  群馬大学, 情報学部, 教授 (80431766)
渡邊 言也  静岡理工科大学, 情報学部, 准教授 (90637133)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード記憶 / 睡眠 / fMRI / EEG / tCS
研究実績の概要

睡眠中には、記憶の固定とよばれる起きている際に経験した事柄を長期記憶として貯蔵するための情報処理が行われていると考えられているが、いまだ全容解明されていない。我々は、記憶想起中に出現する周波数依存的な協調的脳活動が睡眠中にも再現(リプレイ)されることで記憶固定が促進されるとの仮説を立てた。本研究計画では、ヒトとサルにおいて、高い時空間スケールの脳活動計測と脳活動の位相に合わせたclosed-loop電流刺激法を組み合わせることで、この仮説を検証する。ヒト研究ではfMRIとEEGの同時計測による高い時空間分解能脳活動計測を実現し、サル研究では高密度ECoGによる脳活動計測を行う。記憶想起に関連する脳活動パターンの特徴を深層学習ニューラルネットワークにより同定する。睡眠中の脳活動から記憶想起脳活動パターンを検出し、closed-loop交流電流刺激を行うことで、睡眠後の記憶想起パフォーマンスが増大するか検証する。本研究により、睡眠時リプレイ活動の人為的ブーストを実現し、種横断的な睡眠時リプレイ活動の記憶固定に果たす役割を解明する。本年度は以下の成果を得た。fMRIとEEGの同時計測系による脳活動デコーディングに関する成果をまとめた論文を出版した(Watanabe et al, 2023, Neuroimage)。またもう一報は論文投稿中である(Watanabe et al, submitted; https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.24.586503v1)。また、開発したclosed-loopシステムを用いて、睡眠時電流刺激の実験を開始した。位相操作上限のデータ収集は終了し現在はコントロール条件のデータを収集している。現時点でのデータでは、刺激周波数の位相依存的に記憶パフォーマンスが変化することを示している。また、睡眠慣性を対象とした研究も進め、データをほぼ取り終わっている。さらに、サルを用いた共同研究がスタートし、まずはラットを用いた予備的試験を始めている。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Neural signatures of human psychological resilience driven by acute stress2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Noriya、Yoshida Shinichi、Keerativittayayut Ruedeerat、Takeda Masaki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: NA ページ: NA

    • DOI

      10.1101/2024.03.24.586503

  • [雑誌論文] Multimodal deep neural decoding reveals highly resolved spatiotemporal profile of visual object representation in humans2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Noriya、Miyoshi Kosuke、Jimura Koji、Shimane Daisuke、Keerativittayayut Ruedeerat、Nakahara Kiyoshi、Takeda Masaki
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 275 ページ: 120164~120164

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2023.120164

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Spatiotemporal neural characteristics of human psychological resilience measured by simultaneous fMRI-EEG recordings.2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, N., Yoshida, S., Keerativittayayut, R., Takeda, M.
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Intrinsic neural timescales in frontotemporal regions do not alter in the lighter sleep stages.2023

    • 著者名/発表者名
      Takeda, A., Shimane, D., Hu, C., Kadota, H., Takeda, M., Nakahara, K.
    • 学会等名
      Neuro2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-pooling 3D convolutional neural network for fMRI classification of visual brain states.2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Z., Takeda, M., Iwata, M.
    • 学会等名
      IEEE CAI
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi