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2021 年度 実績報告書

高精度な脳刺激法による運動主体感の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H00959
研究機関東京大学

研究代表者

今水 寛  東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 教授 (30395123)

研究分担者 浅井 智久  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 主任研究員 (50712014)
弘光 健太郎  東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 特別研究員 (00849193)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード運動主体感 / 高精度脳刺激 / 側頭-頭頂接合部 / 下前頭溝 / 予測誤差 / 機能的磁気共鳴画像(fMRI)法
研究実績の概要

人間が身体を動かすとき「体を動かしているのは自分である」という感覚を得る.これは運動主体感と呼ばれる.運動主体感が形成される過程には,運動中に得られた感覚・運動情報を蓄積する低次プロセスと,最終的な主体感の認知的な判断を行う高次プロセスが存在することが,理論的な研究で指摘されている.また,脳活動計測では,運動主体感に関わる脳の領域が,頭頂部や前頭部などで報告されている.しかし,どの領域がどのプロセスを担っているのか,統一的な見解は得られていない.本研究では,自分たちの先行研究に基づき,頭頂下部(側頭-頭頂接合部)において,運動主体感に関連する感覚・運動情報の統合が行われ,前頭部(下前頭溝付近)で,運動主体感に関する最終的な判断がなされるという仮説を設定した.最新の高精度で非侵襲な脳刺激法を用い,それぞれの脳部位に介入し,運動主体感のどちらのプロセスに影響を与えるかを調べ,上記の仮説を検証する.これにより,運動主体感の形成過程の概要を明らかにする.本年度は,脳活動を効果的に変化させる刺激法を探索する実験を行った.具体的には,直流を用いるtDCS(Direct Current Stimulation),交流を用いるtACS(Alternating Current Stimulation),ランダムなノイズを用いるtRNS(Random Noise Stimulation)で,側頭-頭頂接合部を刺激した場合に,脳活動にどのような変化が生じるかを安静時の機能的磁気共鳴画像(fMRI)法で調査した.

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

fMRIで計測した脳活動を調べたところ,刺激法の中でも直流を用いるtDCSの陰極で側頭-頭頂接合部を刺激した場合,脳活動が上昇し,交流を用いるACSで刺激した場合,活動が低下する傾向が見られた.これにより,刺激と活動の関連を知ることができた.また,刺激部位だけでなく,広い範囲で脳活動が変化することが解った.

今後の研究の推進方策

脳を局所的に刺激しても,広範な範囲で活動に変化が生じることが明らかになった,今後は,刺激効果の及ぶ範囲を精査するとともに,広い範囲で脳活動の変化が生じることを前提とした実験デザインを設定する必要がある.また,側頭-頭頂接合部と下前頭溝付近の2カ所を同時に刺激することで,効果が及ぶ範囲を限定できるかなどを検討する.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Neuroimaging Examination of Driving Mode Switching Corresponding to Changes in the Driving Environment2022

    • 著者名/発表者名
      Ohata Ryu、Ogawa Kenji、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 16 ページ: e788729

    • DOI

      10.3389/fnhum.2022.788729

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The sense of agency in perception, behaviour and human?machine interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Wen Wen、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Nature Reviews Psychology

      巻: 1 ページ: 211~222

    • DOI

      10.1038/s44159-022-00030-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perception and control: individual difference in the sense of agency is associated with learnability in sensorimotor adaptation2021

    • 著者名/発表者名
      Wen Wen、Ishii Hikaru、Ohata Ryu、Yamashita Atsushi、Asama Hajime、Imamizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: e20542

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99969-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 運動主体感の神経機構2022

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      第13回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 学習や適応を支援する技術開発2021

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      第20回グレーター東大塾「脳とAI」
    • 招待講演
  • [学会発表] 内部モデルと主体感・身体化2021

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      自己研究の此岸と彼岸~「身体×モデル×制御」から「抽象×メタ×エナジー」へ
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳活動と心理実験から探る心の働き~運動主体感を例として~2021

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      リコーオンラインセミナー 第3回「ココロの理解」
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動と認知を支える予測のメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      第26回認知神経科学会学術集会【教育講演】
    • 招待講演
  • [学会発表] 認知機能と脳のネットワーク2021

    • 著者名/発表者名
      今水 寛
    • 学会等名
      第11回 東京大学文学部公開講座
    • 招待講演
  • [学会発表] My voice therefore I spoke: Sense of agency over speech enhanced in hearing self-voice2021

    • 著者名/発表者名
      Ohata, R., Asai, T., Imaizumi, S., and Imamizu, H.
    • 学会等名
      The 2021 APS (Association for Psychological Science) Virtual Conference
    • 国際学会
  • [備考] 東京大学大学院人文社会系研究科 今水学習機構研究室

    • URL

      http://www.l.u-tokyo.ac.jp/~imamizu/

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公開日: 2023-12-25  

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