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2020 年度 実績報告書

コミュニケーションの神経基盤―脳磁場ハイパースキャニングによる脳間相関の描出

研究課題

研究課題/領域番号 20H04496
研究機関北海道大学

研究代表者

横澤 宏一  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (20416978)

研究分担者 齊藤 卓弥  北海道大学, 大学病院, 特任教授 (20246961)
柳生 一自  北海道大学, 大学病院, 特任助教 (90597791)
小野 弓絵  明治大学, 理工学部, 専任教授 (10360207)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードコミュニケーション / ハイパースキャニング / 脳磁計 / 脳間相関 / 情動 / 言語 / 非言語 / 音楽
研究実績の概要

コミュニケーションは特に人類において発達した社会的行動の基礎をなす。本研究の第1の目的は、その神経基盤を明らかにすることである。このため、ミリ秒レベルの時間分解能と数ミリメートル程度の空間分解能を併せ持つ脳磁計を2台、光ファイバーで連結したDual MEGを用い、コミュニケーション中の脳活動の同時記録(ハイパースキャニング)を実施してきた。音響・映像機器により2人の実験参加者は仮想的に対面でき、自然なコミュニケーションが可能である。
コミュニケーションには言語コミュニケーションと非言語コミュニケーションがある。実際のコミュニケーションは、これらが複合し絶え間なく入れ替わる極めて複雑なプロセスである。そこで本研究は、非言語コミュニケーションと言語コミュニケーションを個別に実験、解析したのち、統合するというプロセスで推進中である。
これまでは主に非言語コミュニケーションに着目した研究を実施してきた。相手と実時間で対面している場合(実対面映像)と、少し前に録画した映像(録画映像)と対面している場合の脳活動を比較した。その結果、実験参加者は実対面映像と録画対面映像をほとんど区別できないが、実対面している場合に特異な活動が右前頭脳領域に生じることを見出した。つまり、人の意識に上らない脳活動が非言語コミュニケーションを成立させている可能性があることがわかった。一方で、この課題のようにコミュニケーションが明示的ではない場合、コミュニケーションの成立を定義するのが難しいことが明らかになってきた。コミュニケーションが成立した瞬間をとらえないと脳の機能領野間の相関・因果関係を解析することが難しい。以上が初年度の成果と、新たに明らかになった課題である。

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

非言語コミュニケーションの課題で一定の成果を挙げ、今後の課題を明らかにした一方で、言語や音楽によるコミュニケーションについても着手し、準備を進めている。2020年度は新型コロナウィルスの影響で成果発表がやや低調であったが、2021年度に開催される複数の学会で本テーマに関わるシンポジウムを企画し、採択されている。以上の状況から順調と判断する。

今後の研究の推進方策

2年目となる2021年度は、コミュニケーションの成立がより客観的に評価しやすい言語コミュニケーションや音楽的コミュニケーションに重点を移す。これによりコミュニケーションの成立を指標化し、指標との相関関係からコミュニケーションの神経基盤や、2人の脳の機能領野間の相関・因果関係を解析する。
実験は引き続き北海道大学のメンバーが実施する。解析には明治大学とHEC Montrealのメンバーも加わる。Dual MEGの基本構成に関して論文化するとともに成果を学会等で発表する。複数の学会でシンポジウムを企画し、採択されているので、その議論に基づいてさらに研究内容をブラッシュアップする。
さらに本研究の第2の目的であるコミュニケーションの神経基盤に与える情動(快/不快)の影響についての検討を本格化する。情報端末を介したコミュニケーションでは、リアルタイム性のみならず情動情報が多く欠落している。コミュニケーションと情動との関係についての知見は、情報端末を介したコミュニケーションが人に与える影響を検証するための基盤となる。

  • 研究成果

    (41件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Reinterpretation of magnetic resonance imaging findings with magnetoencephalography can improve the accuracy of detecting epileptogenic cortical lesions2021

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Kosuke、Egawa Kiyoshi、Fujima Noriyuki、Kudo Kohsuke、Terae Satoshi、Nakajima Midori、Ito Tomoshiro、Yagyu Kazuyori、Shiraishi Hideaki
    • 雑誌名

      Epilepsy & Behavior

      巻: 114 ページ: 107516~107516

    • DOI

      10.1016/j.yebeh.2020.107516

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional decline of the precuneus associated with mild cognitive impairment: Magnetoencephalographic observations2020

    • 著者名/発表者名
      Yokosawa Koichi、Kimura Keisuke、Takase Ryoken、Murakami Yui、Boasen Jared
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 ページ: e0239577

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0239577

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Semi-automated brain responses in communication: A magnetoencephalographic hyperscanning study2020

    • 著者名/発表者名
      Takano Kazuyoshi、Watanabe Hayato、Yagyu Kazuyori、Shimojo Atsushi、Boasen Jared、Murakami Yui、Shiraishi Hideaki、Yokosawa Koichi、Saito Takuya
    • 雑誌名

      Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc., 2020

      巻: - ページ: 2893~2896

    • DOI

      10.1109/EMBC44109.2020.9176538

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Development of Sensitivity to Tonality Structure of Music2020

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga Rie、Hartono Pitoyo、Yokosawa Koichi、Abe Jun-ichi
    • 雑誌名

      Music Perception

      巻: 37 ページ: 225~239

    • DOI

      10.1525/MP.2020.37.3.225

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Appearance and modulation of a reactive temporal lobe 8-10-Hz tau-rhythm2020

    • 著者名/発表者名
      Yokosawa Koichi、Murakami Yui、Sato Hiroaki
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 150 ページ: 44~50

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.02.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overview of Magnetoencephalography-Brief History of its Sensors and Hardware2020

    • 著者名/発表者名
      Yokosawa Koichi
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 9 ページ: 217~224

    • DOI

      10.14326/abe.9.217

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neurobiological influence of comorbid conditions in young patients diagnosed with gaming disorder: A whole-brain functional connectivity study based on a data driven method2020

    • 著者名/発表者名
      Kuriki Shinya、Higuchi Susumu、Nakayama Hideki、Mihara Satoko、Okazaki Yasuomi、Ono Yumie、Kobayashi Hiroshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 ページ: e0233780

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0233780

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Real-Time Eye-to-Eye Contact Is Associated With Cross-Brain Neural Coupling in Angular Gyrus2020

    • 著者名/発表者名
      Noah J. Adam、Zhang Xian、Dravida Swethasri、Ono Yumie、Naples Adam、McPartland James C.、Hirsch Joy
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 14 ページ: Article 19

    • DOI

      10.3389/fnhum.2020.00019

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Using the drug repositioning approach to develop a novel therapy, tipepidine hibenzate sustained-release tablet (TS-141), for children and adolescents with attention-deficit/hyperactivity disorder2020

    • 著者名/発表者名
      Saito Takuya、Yamashita Yushiro、Tomoda Akemi、Okada Takashi、Umeuchi Hideo、Iwamori Saki、Shinoda Satoru、Mizuno-Yasuhira Akiko、Urano Hidetoshi、Nishino Izumi、Saito Kazuhiko
    • 雑誌名

      BMC Psychiatry

      巻: 20 ページ: 530

    • DOI

      10.1186/s12888-020-02932-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Risk factors for motor coordination problems in preschool‐age children2020

    • 著者名/発表者名
      Suyama Satoshi、Yagyu Kazuyori、Araki Atsuko、Miyashita Chihiro、Itoh Sachiko、Minatoya Machiko、Yamazaki Keiko、Tamura Naomi、Nakai Akio、Saito Takuya、Kishi Reiko
    • 雑誌名

      Pediatrics International

      巻: 62 ページ: 1177~1183

    • DOI

      10.1111/ped.14275

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 右前頭領域におけるコミュニケーション関連脳活動2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺隼人、下條暁司、柳生一自、 高野一義、 横澤宏一、村上優衣、白石秀明、齊藤卓弥
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 33 ページ: 170~172

  • [学会発表] MEGハイパースキャニングによる音楽的コミュニケーション時の脳活動計測-役割による認知負荷の差異-2021

    • 著者名/発表者名
      米田菜乃、Jared Boasen、渡辺隼人、齊藤卓弥、白石秀明、横澤宏一
    • 学会等名
      第60回生体医工学会・第36回日本生体磁気学会
  • [学会発表] Functional recovery and brain network changes in stroke motor rehabilitation using brain machine interface2021

    • 著者名/発表者名
      Y Ono
    • 学会等名
      International Joint meeting 2020 in Kansai: 第23回日本薬物脳波学会・第37回日本脳電磁図トポグラフィ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Suppression of theta-rhythm in brain regions specific to memory strategies2021

    • 著者名/発表者名
      Hayate Onishi, Ryoken Takase, Koichi Yokosawa
    • 学会等名
      International Joint meeting 2020 in Kansai: 第23回日本薬物脳波学会・第37回日本脳電磁図トポグラフィ研究会
  • [学会発表] Dual MEGシステムによる非言語コミュニケーション時の脳間相関2021

    • 著者名/発表者名
      高野一義、渡辺隼人、柳生一自、下條暁司、Jared Boasen、村上優衣、白石秀明、齊藤卓弥、横澤宏一
    • 学会等名
      International Joint meeting 2020 in Kansai: 第23回日本薬物脳波学会・第37回日本脳電磁図トポグラフィ研究会
  • [学会発表] コミュニケーション可能なアバターに対する顔特異的な誘発脳磁界(N170m)の計測2021

    • 著者名/発表者名
      韓宇、渡辺隼人、下條暁司、高野一義、穴田理紗、村上優衣、横澤宏一
    • 学会等名
      International Joint meeting 2020 in Kansai: 第23回日本薬物脳波学会・第37回日本脳電磁図トポグラフィ研究会
  • [学会発表] 対話中の言葉の理解/表出に関わる脳活動―MEG ハイパースキャニングによる研究2021

    • 著者名/発表者名
      穴田理紗、渡辺隼人、白石秀明、横澤宏一
    • 学会等名
      第60回生体医工学会・第36回日本生体磁気学会
  • [学会発表] ハイパースキャニングに用いる2台の脳磁計で推定した脳活動位置の比較2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺隼人、下條暁司、高野一義、大西祥貴、白石秀明、横澤宏一
    • 学会等名
      第60回生体医工学会・第36回日本生体磁気学会
  • [学会発表] MEGハイパースキャニングによる 非言語コミュニケーション中の脳領域間の相関活動2021

    • 著者名/発表者名
      金柱亨、小野弓絵、高野一義、渡辺隼人、柳生一自、齋藤卓弥、白石秀明、横澤宏一
    • 学会等名
      第60回生体医工学会・第36回日本生体磁気学会
  • [学会発表] 脳波活動に伴うfNIRS代謝活動の皮質ネットワーク解析法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      田中恵太、S Dravida、JA Noah、X Zhang、J Hirsch、小野弓絵
    • 学会等名
      第29回実社会におけるマルチモーダル脳情報応用技術研究会
  • [学会発表] Semi-automated brain responses in communication: A magnetoencephalographic hyperscanning study2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Takano, Hayato Watanabe, Kazuyori Yagyu, Atsushi Shimojo, Jared Boasen, Yui Murakami, Hideaki Shiraishi, Koichi Yokosawa, Takuya Saito
    • 学会等名
      Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 42nd Annual International Conference of IEEE
    • 国際学会
  • [学会発表] Suppression of 20-Hz mu-rhythm relating to directional memory2020

    • 著者名/発表者名
      Risa Anada, Ryoken Takase, Hayate Onishi, Jared Boasen, Koichi Yokosawa
    • 学会等名
      Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 42nd Annual International Conference of IEEE
    • 国際学会
  • [学会発表] EEG Classification of Grasp and Pinch Movements by Transfer Learning of Image-based CNN2020

    • 著者名/発表者名
      M Hoshino, Y Ono
    • 学会等名
      Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 42nd Annual International Conference of IEEE
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of binary subband CCA for steady-state visual evoked potentials-based BCI2020

    • 著者名/発表者名
      Y Nakyama, Y Ono
    • 学会等名
      Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 42nd Annual International Conference of IEEE
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Detection of High-Frequency Oscillations in Epilepsy Based on Transfer Learning of Deep Neural Network2020

    • 著者名/発表者名
      Y Takayanagi, Y Takayama, K Iijima, M Iwasaki, Y Ono
    • 学会等名
      Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 42nd Annual International Conference of IEEE
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of cortical hemodynamic network associated with EEG oscillatory activity2020

    • 著者名/発表者名
      K Tanaka, Y Ono, S Dravida, JA Noah, X Zhang, J Hirsch
    • 学会等名
      Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 42nd Annual International Conference of IEEE
    • 国際学会
  • [学会発表] Hyperscanning in Social Communication2020

    • 著者名/発表者名
      T Saito
    • 学会等名
      24th World Congress of the International Association for Child and Adolescent Psychiatry and Allied Professions
    • 国際学会
  • [学会発表] Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) and depression2020

    • 著者名/発表者名
      T Saito
    • 学会等名
      24th World Congress of the International Association for Child and Adolescent Psychiatry and Allied Professions
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳磁計による脳機能計測 -記憶とコミュニケーションの神経基盤-2020

    • 著者名/発表者名
      横澤宏一
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳機能計測に基づく認知症予知とオンラインコミュニケーションへの提言2020

    • 著者名/発表者名
      横澤宏一
    • 学会等名
      第57回横幹技術フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] 注意欠如多動症と自閉スペクトラム症の評価と治療のupdate2020

    • 著者名/発表者名
      齊藤卓弥
    • 学会等名
      第62回日本小児神経学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳磁図の最前線;コミュニケーション脳科学とDual MEG2020

    • 著者名/発表者名
      柳生一自、渡辺隼人、高野一義、下條暁司、白石秀明、横澤宏一、齊藤卓弥
    • 学会等名
      第50回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] シーケンシャルメモリ課題の呈示間隔と記憶方略2020

    • 著者名/発表者名
      穴田理紗、高瀬崚研、高瀬友貴、横澤宏一
    • 学会等名
      第59回生体医工学会大会
  • [学会発表] 安静時μ波強度に着目した運動想起脳活動の検出方法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      中禮周、小野弓絵
    • 学会等名
      第59回生体医工学会大会
  • [学会発表] VR視聴時の主観的不快感に関連する生体活動の検出2020

    • 著者名/発表者名
      章斯楠、小野弓絵
    • 学会等名
      第59回生体医工学会大会
  • [学会発表] 右前頭領域におけるコミュニケーション関連脳活動2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺隼人、下條暁司、柳生一自、高野一義、横澤宏一、村上優衣、白石秀明、齊藤卓弥
    • 学会等名
      第35回日本生体磁気学会大会
  • [学会発表] 方向のシーケンシャル記憶に伴うμ波脳律動の変調2020

    • 著者名/発表者名
      穴田理紗、高瀬崚研、高瀬友貴、横澤宏一
    • 学会等名
      第22回ヒト脳機能マッピング学会
  • [学会発表] kNN法を用いた脳血流信号からの音楽の好感度判別の検討2020

    • 著者名/発表者名
      山田喜之、小野弓絵
    • 学会等名
      第22回ヒト脳機能マッピング学会
  • [学会発表] Dual MEGによる音楽的コミュニケーション中の脳活動 - リーダーの左前頭前皮質の活動 -2020

    • 著者名/発表者名
      米田菜乃、Jared F. Boasen, 、横澤宏一
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2020
  • [学会発表] 皮質血流信号を用いた音楽の好感度の3クラス判別2020

    • 著者名/発表者名
      山田喜之、小野弓絵
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2020
  • [備考]

    • URL

      https://www.hs.hokudai.ac.jp/hsths/yokosawa/

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公開日: 2021-12-27  

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