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2012 年度 実績報告書

非意識下プロセスにおけるワーキングメモリの脳内機構:意識下と麻酔下との比較

研究課題

研究課題/領域番号 23240036
研究機関大阪大学

研究代表者

苧阪 満里子  大阪大学, 人間科学研究科, 教授 (70144300)

研究分担者 真下 節  大阪大学, その他部局等, 名誉教授 (10110785)
長井 志江  大阪大学, 工学研究科, 特任准教授(常勤) (30571632)
浅田 稔  大阪大学, 工学研究科, 教授 (60151031)
石黒 浩  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10232282)
齊藤 智  京都大学, 教育学研究科, 准教授 (70253242)
中江 文  大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (60379170)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワードワーキングメモリ / 実行系機能 / 麻酔 / 意識 / 情動 / tDCS
研究概要

本研究の目的は、非意識下におけるワーキングメモリの働きを、その脳内機構を明らかにすることから解明することを目標とした。ワーキングメモリは、情報の一時的保持と並行して処理をおこなう機能を持ち、高次認知の基盤となる記憶システムである。
24年度には、麻酔によりワーキングメモリの減衰状況を創出することで、ワーキングメモリ減衰の認知神経科学的機序を明らかにすることを目標とした。麻酔の深度を変化させ、それぞれの段階において、ワーキングメモリ課題の遂行成績と、麻酔からの回復段階における成績を比較検討した。麻酔薬を用いて麻酔深度を調整することにより、意識レベルを3段階に変化させた。それぞれの段階において、単語のカテゴリー分類(野菜、乗り物など)と、分類に合致した単語の保持、および忘却課題遂行がどの程度まで可能かを検討した。なお、麻酔下の実験については倫理審査の内容を踏まえ、実験内容の説明文を作成した上で、実験参加者から同意書を取得した。また、麻酔科専門医3名以上の立ち会い、血圧・心電図・パルスオキシメータなどのモニタ装着、気道確保・蘇生などの準備を徹底させた。
25年度には、ワーキングメモリの中央実行系機能における注意制御の特徴を検討するため、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)や経頭蓋直流刺激(tDCS)などの脳イメージング研究法を用いた。その結果tDCSにより注意制御が促進され、ワーキングメモリ課題の遂行が促進される結果を得た。さらに、情動がワーキングメモリの遂行にどのように影響するかをfMRI実験により検討した。その結果、positive 情動が脳幹に働きかけ課題遂行を促進する一方で、negative情動は扁桃体に働き課題遂行が低下する知見も得た。
以上のように、中央実行系の注意制御は、麻酔による意識段階、tDCSによる刺激、さらには情動の影響を受けて、変化する可能性を示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

経頭蓋直流刺激を用いた実験や、fMRIによる実験は、予想していたよりも順調に進んでいる。また麻酔による実験計画も、予備実験を終了して26年度の実施に向けた準備を整えている段階であるため、予期していた以上に進展していると評価する。

今後の研究の推進方策

26年度は、麻酔深度を調整することにより、意識レベルがワーキングメモリ遂行に及ぼす影響について、より詳細に検討する実験を実施する計画である。実験の性質上、関係者を実験参加者とすることはできないこと、実験参加者の謝金は上限が制約されること、実験は1日に一回とすることなどから、参加者募集に困難を示すことが予想される。そこで、個人データを綿密に分析することにより、意識レベルの変化に伴う特徴を明らかにする計画を立てる。また、麻酔無しの統制群についても検討する必要があるため、同じように実施する予定である。統制実験も麻酔実験と同様に長時間の実験が必要となるため、それに対応する実験参加者を集める計画である。
さらに、ワーキングメモリの働きが発達する幼児、児童についても、行動実験を中心に、中央実行系の発達の過程を探索する計画である。加えて、ロボットの動作を用いた実験も計画して、ロボットによるpositive感情が、ワーキングメモリの中央実行系の脳内機構に働きかける可能性を探索する計画である。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Pain modulation by negative and positive emotional sounds.2013

    • 著者名/発表者名
      Nakae, A., Hermann, T., Ikeda, T., Sakurai, T., Adachi, T., Ito, H., Nishimura, T., Shibata, M., Osaka, M., & Mashimo, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of 4th ICNP

      巻: ― ページ: 43-48

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 人型コミュニケーションロボットのための首傾げ生成手法の提案および評価2013

    • 著者名/発表者名
      劉超然・石井カルロス寿憲・石黒浩・萩田紀博
    • 雑誌名

      人工知能学会論文誌

      巻: 28 ページ: 112-121

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 遠隔操作アンドロイドを用いた認知症高齢者のコミュニケーション支援2013

    • 著者名/発表者名
      西尾修一・山崎竜二・石黒浩
    • 雑誌名

      システム制御情報学会誌

      巻: 57 ページ: 31-36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practice on conflict tasks promotes executive function of working memory in the elderly.2012

    • 著者名/発表者名
      Osaka, M., Yaoi, K., Otsuka, Y., Katsuhara, M., & Osaka, N.
    • 雑誌名

      Behavioural Brain Research

      巻: 233 ページ: 90-98

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2012.04.04

    • 査読あり
  • [学会発表] ワーキングメモリと言語理解の脳内機構

    • 著者名/発表者名
      苧阪満里子
    • 学会等名
      佐賀県言語聴覚士会
    • 発表場所
      佐賀
    • 招待講演
  • [学会発表] 過負荷による視覚的ワーキングメモリ不全―個人差・年齢差によるアプローチ

    • 著者名/発表者名
      松吉大輔・苧阪満里子・苧阪直行
    • 学会等名
      日本ワーキングメモリ学会第11回大会
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] 幼児のワーキングメモリの発達―LSTを用いた検討―

    • 著者名/発表者名
      金田みずき・遠藤香織・東美由紀・稲岡いずみ・源健宏・苧阪満里子
    • 学会等名
      日本ワーキングメモリ学会第11回大会
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] RST課題遂行中の眼球運動の計測

    • 著者名/発表者名
      東美由紀・源健宏・苧阪満里子・苧阪直行
    • 学会等名
      日本心理学会第77回大会
    • 発表場所
      札幌
  • [学会発表] ワーキングメモリ:脳のメモ帳と学習

    • 著者名/発表者名
      苧阪満里子
    • 学会等名
      大阪医科大学LDセンター 教師力を高める研修シリーズ
    • 発表場所
      高槻
    • 招待講演
  • [学会発表] Pain modulation by negative and positive emotional sounds.

    • 著者名/発表者名
      Nakae, A., Endo, K., Adachi, T., Ikeda, T., Hagihira, S., Mashimo, T., & Osaka, M.
    • 学会等名
      4th International Congress on Neuropathic Pain
    • 発表場所
      Toronto, Canada
  • [学会発表] Cross-Cultural Recognition of Auditive Feedback Using Echo State Networks.

    • 著者名/発表者名
      Philippsen, A. K., Mismahl, K. A., Wrede, B., & Nagai, Y.
    • 学会等名
      Konferenz zur Elektronischen Sprachsignalverarbeitung
    • 発表場所
      Bielefeld, Germany
  • [学会発表] 随伴性に基づく自他認知の発達:構成的・解析的研究

    • 著者名/発表者名
      長井志江
    • 学会等名
      ホミニゼーション研究会
    • 発表場所
      犬山
    • 招待講演
  • [学会発表] How social interaction shapes the way robots learn.

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Y.
    • 学会等名
      HRI 2013 Workshop on Collaborative Manipulation: New Challenges for Robotics and HRI
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 招待講演
  • [学会発表] ワーキングメモリと言語理解の脳内機構

    • 著者名/発表者名
      苧阪満里子
    • 学会等名
      山口県言語聴覚士会生涯学習専門講座
    • 発表場所
      山口
    • 招待講演
  • [学会発表] ワーキングメモリ:脳のメモ帳

    • 著者名/発表者名
      苧阪満里子
    • 学会等名
      Handai-Asahi 中之島塾
    • 発表場所
      大阪
    • 招待講演
  • [学会発表] ワーキングメモリ容量の個人差の基盤となる前頭前野背外側部 ―認知制御の階層構造からのアプローチ―

    • 著者名/発表者名
      源健宏・苧阪満里子・ 矢追健・苧阪直行
    • 学会等名
      日本ワーキングメモリ学会第10回大会
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] Cognitive Developmental Robotics: What can roboticists learn from human development?

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Y.
    • 学会等名
      千葉工業大学大学院工学研究科未来ロボティクス専攻
    • 発表場所
      習志野
    • 招待講演
  • [学会発表] ワーキングメモリと脳内機構

    • 著者名/発表者名
      苧阪満里子
    • 学会等名
      日本教育心理学会第54回総会
    • 発表場所
      沖縄
    • 招待講演
  • [学会発表] Can Robots Learn to Communicate like Infants?

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Y.
    • 学会等名
      Houston University
    • 発表場所
      Houston, TX, USA
    • 招待講演
  • [学会発表] Co-Development of Information Transfer within and between Infant and Caregiver.

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Y., Nakatani, A., Qin, S., Fukuyama, H., Myowa-Yamakoshi, M., & Asada, M.
    • 学会等名
      The 2nd IEEE International Conference on Development and Learning and on Epigenetic Robotics
    • 発表場所
      San Diego, USA
  • [学会発表] Why not artificial sympathy?

    • 著者名/発表者名
      Asada, M., Nagai, Y., & Ishihara, H.
    • 学会等名
      International Conference on Social Robotics
    • 発表場所
      Chengdu, China
  • [学会発表] Limited attentional capacity for emotional information with negative valence: An fMRI study with cognitive load.

    • 著者名/発表者名
      Minamoto, T., Osaka, M., & Osaka, N.
    • 学会等名
      42nd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      New Orleans, USA
  • [学会発表] Wanting to be "above average" increases social motivation and task performance.

    • 著者名/発表者名
      Yaoi, K., Minamoto, T., Osaka, N., & Osaka, M.
    • 学会等名
      42nd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      New Orleans, USA
  • [学会発表] When and how positive and negative emotionality affect working memory performance?

    • 著者名/発表者名
      Osaka, M., Yaoi, K., Minamoto, T., & Osaka, N.
    • 学会等名
      42nd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      New Orleans, USA
  • [学会発表] Perceptual Development Triggered by its Self-Organization in Cognitive Learning.

    • 著者名/発表者名
      Kawai, Y., Nagai, Y., & Asada M.
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      Vilamoura, Portugal
  • [学会発表] Limited Attentional Capacity for Emotional Information -An fMRI study with cognitive load-.

    • 著者名/発表者名
      Minamoto, T., Osaka, M., & Osaka, N.
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
  • [学会発表] The Importance of Starting Small in Robot Learning: Lessons from Human Intelligence.

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Y.
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Artificial Intelligence: Methodology, Systems, Applications
    • 発表場所
      Varna, Bulgaria
    • 招待講演
  • [学会発表] How Interaction Shapes the Way Robots Learn.

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Y.
    • 学会等名
      AIMSA 2012 Workshop on Advances in Robot Learning and Human-Robot Interaction
    • 発表場所
      Varna, Bulgaria
    • 招待講演
  • [学会発表] Designing a Flying Humanoid Robot (FHR): Effects of Flight on Interactive Communication.

    • 著者名/発表者名
      Cooney, M., Zanlungo, F., Nishio, S., & Ishiguro, H.
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN2012)
    • 発表場所
      Paris, France
  • [学会発表] The influence of working memory task to experimental heat pain.

    • 著者名/発表者名
      Nakae, A., Endo, K., Sakurai, T., Shibata, M., Osaka, M., & Mashimo, T.
    • 学会等名
      14th World Congress on Pain
    • 発表場所
      Milano, Italy
  • [学会発表] Temporal Dynamics of Action Perception: The Role of Biological Appearance and Motion Kinematics.

    • 著者名/発表者名
      Urgen, B. A., Plank, M., Ishiguro, H., Poizner, H., & Saygin, A. P.
    • 学会等名
      COGSCI2012
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
  • [学会発表] ワーキングメモリタスクの実験的痛みに対する影響

    • 著者名/発表者名
      中江文・遠藤香織・櫻井輝子・井上潤一・柴田政彦・苧阪満里子・眞下節
    • 学会等名
      日本ペインクリニック学会第46回大会
    • 発表場所
      松江
  • [学会発表] Perceptual Social Dimensions of Human-Humanoid Robot Interaction.

    • 著者名/発表者名
      Ishiguro, H., Nishio, S., Chella, A., Sorbello, R., Balistreri, G., Giardina, M., & Cali, C.
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-12)
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
  • [学会発表] Robots That Learn to Communicate with Humans.

    • 著者名/発表者名
      Nagai, Y.
    • 学会等名
      Workshop on Intelligent Human-Machine Collaboration
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 招待講演
  • [学会発表] 認知発達ロボティクスが解き明かすミラーニューロンシステムの創発

    • 著者名/発表者名
      長井志江
    • 学会等名
      日本赤ちゃん学会第12回学術集会
    • 発表場所
      町田
    • 招待講演
  • [備考] 苧阪満里子研究室ホームページ

    • URL

      http://osaka.hus.osaka-u.ac.jp/

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公開日: 2015-05-28  

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