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2012 年度 実績報告書

動的脳活動の非侵襲計測データ統合解析に基づく高次視覚認知のデコーディング技術

研究課題

研究課題/領域番号 23300102
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

岩木 直  独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究グループ長 (70356525)

研究分担者 中井 敏晴  独立行政法人国立長寿医療研究センター, 長寿医療工学研究部, 室長 (30344170)
熊田 孝恒  独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, ユニットリーダー (70221942)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードMEG / fMRI / 脳領域間連関 / 3次元物体 / 心的操作 / 頭頂葉 / 側頭葉 / 高次視覚野
研究概要

本研究では,脳内の様々な領域の協調的活動によって実現されている高次かつ主観的な視覚体験の神経機序を解明するためのツールとして,脳活動の時空間ダイナミクスと領域間相互作用データから高次視覚体験の神経情報を復号化(デコード)する技術の確立を目標としている.とくに,3次元物体知覚の神経基盤である,高次視覚野の活動をMEGとfMRIを用いて高精度に可視化し,それをもとに各領域間の連関を解析して,この領域間連関から3次元物体知覚のデコーディングを試みる.
今年度は,昨年度までに開発したMEGとfMRIデータを統合することによる高解像度の脳活動可視化技術と,脳領域間の連関を因果モデリング技術で推定する技術の妥当性を評価するため,3次元物体の心的操作課題のMEGとfMRI被験者実験を行い,MEG・fMRIデータと各被験者の3次元図形の心的操作パフォーマンスの計測を行った.得られたMEG・fMRIデータそれぞれに対するデータ解析を行い,3次元図形の心的操作にともなって,腹側・背側両視覚情報処理経路上の領域,とくに後頭頭頂部(parieto-occipital region),状頭頂部(superior-parietal region)および後側頭葉下部(posterior inferior-temporal region)が活動していること,さらには3次元図形の心的操作パフォーマンスと頭頂部におけるγ帯域自発脳活動強度が有意に相関していることを示す結果を得た.

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

平成23年度には,目標であるMEGとfMRIデータの統合解析による脳活動の高精度解析・可視化技術と因果モデリングを用いた脳領域間連関解析技術の開発が順調に進捗し,さらに平成24年度には3次元物体の心的操作課題の遂行パフォーマンスとMEG・fMRIデータの取得が予定通り行われた.また,平成24年度には,3次元物体の心的操作課題に対応する脳活動部位が特定され,さらにこれらの部位のうち課題遂行パフォーマンスと有意な相関を持つ部位があることを示唆する結果を得た.

今後の研究の推進方策

平成25年度にこれまでに開発した脳活動の高精度可視化技術と脳領域間連関解析技術を,今年度までに計測した3次元物体の心的操作課題に対応するMEGおよびfMRIデータに適用し,3次元物体の心的操作の神経ダイナミクスを得る.その後,領域間連関パラメータと心的操作パフォーマンスとの相関関係を解析するとともに,主観的な3次元知覚変化を評価するための課題設計を行う.最終年度には,この3次元知覚変化評価課題から得られるMEG・fMRI実験データから,主観的知覚変化を復号するデコーダを開発する.

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multimodal neuroimaging to visualize human visual processing2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 雑誌名

      Biomedical Engineering and Cogn itive Neuroscience for Healthcare

      ページ: 274-282

    • DOI

      10.4018/978-1-4666-2113-8.ch028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] FUNDAMENTAL STUDY FOR CONTROLLING ENVIRONMENT USING BIOLOGICAL SIGNAL2012

    • 著者名/発表者名
      T. Mori, Y. Maekawa, Y. Akiyama, F. Mishima, K. Sutani, S. Iwaki, S. Nishijima
    • 雑誌名

      Control and Intelligent Systems

      巻: 40 ページ: 151-159

    • DOI

      10.2316/Journal.201.2012.3.201-2342

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The speed of mental addition in an abacus expert, estimated by eye movements and neural activities2012

    • 著者名/発表者名
      T. Hamada, S. Iwaki
    • 雑誌名

      Perceptual and Motor Skills

      巻: 115 ページ: 1-6

    • DOI

      10.2466/22.04.11.PMS.115.4.1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] モバイル端末を用いた精神的疲労計測システム2012

    • 著者名/発表者名
      原田 暢善, 岩木 直
    • 雑誌名

      モバイル学会誌

      巻: 2 ページ: 69-73

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 心的イメージ操作パフォーマンスと事象関連自発脳活動変化との相関2012

    • 著者名/発表者名
      岩木 直, 須谷 康一, 稲川 三千代, 飛永 芳一, 西村 和雄
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 25 ページ: 80-81

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic brain responses to eye gaze perception between directly facing subjects2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 雑誌名

      Proc CME2012

      ページ: 705-708

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ちらつき知覚の変化に基づく簡易疲労計測技術2012

    • 著者名/発表者名
      岩木 直, 原田 暢善
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 33(2) ページ: 4-8

  • [雑誌論文] 対面する被験者の視線知覚にともなう自発脳活動の動的な変化2012

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 50 ページ: 180

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Event-related changes in spontaneous brain activities during eye gaze perception2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 雑誌名

      Proc HBM2012

      ページ: 1074

    • 査読あり
  • [学会発表] Induced Gamma-band Brain Responses to Direct Eye Contac2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      Conference on Systems Ne uroscience and Rehabilitation (SNR2013)
    • 発表場所
      National Rehabilitation Center (埼玉県)
    • 年月日
      20130314-20130314
    • 招待講演
  • [学会発表] Neuro-Aided Design: 脳活動計測が支援するプロダクト&サービスデザイン2013

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 学会等名
      第12回産総研・産技連LS-BT合同研究発表会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県)
    • 年月日
      20130205-20130205
  • [学会発表] Visualization of human visual processing by MEG and fMR2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      National Taiwan Universi ty MEG Educational Training & International Symposium
    • 発表場所
      National Taiwan Univ (Taipei, ROC)
    • 年月日
      20130124-20130124
    • 招待講演
  • [学会発表] Mental rotation課題遂行パフォーマンスと課題呈示に同期した自発脳活動強度変化との相関2012

    • 著者名/発表者名
      岩木 直, 須谷 康一, 稲川 三千代, 飛永 芳一, 西村 和雄
    • 学会等名
      統計数理研究所共同研究集会「医学・工学における逆問題とその周辺(4)」
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京都)
    • 年月日
      20121130-20121130
    • 招待講演
  • [学会発表] 視知覚の変化を利用した日常生活中に利用可能な客観的疲労計測技術2012

    • 著者名/発表者名
      岩木 直, 原田 暢善
    • 学会等名
      第55回自動計測連合講演会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      20121118-20121118
  • [学会発表] Performance-dependent changes in gamma-band brain activity during mental image processing2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki, K. Sutani, M. Inagawa, Y. Tobinaga, K. Nishimura
    • 学会等名
      42th Annual Meeting of the Society for Neuroscience (SFN2012)
    • 発表場所
      New Orleans Convention Center(New Orleans, USA)
    • 年月日
      20121012-20121012
  • [学会発表] ちらつき知覚の変化を用いた日常的に利用可能な疲労計測システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      岩木 直, 原田 暢善
    • 学会等名
      心身ストレスに関する学術研究集会2012
    • 発表場所
      蔵王温泉(山形県)
    • 年月日
      20120922-20120922
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic changes in the spontaneous brain activity while perceiving gaze direction during face-to-face interaction2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      20120921-20120921
  • [学会発表] Mental fatigue measurement based on the changes in flicker perception threshold using consumer mobile device2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki, N. Harada
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2012
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      20120908-20120908
  • [学会発表] Event-related changes in gamma-band brain activities during eye gaze perception between directly facing subject2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      18th International Conference on Biomagnetism - Biomag 2012
    • 発表場所
      Maison de la Chemie (Paris, France)
    • 年月日
      20120828-20120828
  • [学会発表] The effect of 1/f fluctuation in inter-stimulus interval of flicker stimulus on flicker fusion threshol d and visual evoked magnetic field2012

    • 著者名/発表者名
      N. Harada, S. Iwaki
    • 学会等名
      18th International Conference on Biomagnetism - Biomag 2012
    • 発表場所
      Maison de la Chemie (Paris, France)
    • 年月日
      20120828-20120828
  • [学会発表] Reactivation of visual and auditory information on episodic memory retrieval2012

    • 著者名/発表者名
      D. Ueno, K. Masumoto, S. Iwaki
    • 学会等名
      18th International Conference on Biomagnetism - Biomag 2012
    • 発表場所
      Maison de la Chemie (Paris, France)
    • 年月日
      20120828-20120828
  • [学会発表] Dynamic brain responses to eye gaze perception between directly facing subjects2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • 年月日
      20120703-20120703
  • [学会発表] Event-related changes in spontaneous brain activities during eye gaze perception2012

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      18th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      China National Convention Center(Beijing, China)
    • 年月日
      20120611-20120611
  • [学会発表] 高周波数帯域の刺激感覚における1/fゆらぎの聴覚誘発脳磁図反応に対する影響の検討2012

    • 著者名/発表者名
      原田 暢善, 岩木 直
    • 学会等名
      第27回日本生体磁気学会大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      20120601-20120601
  • [学会発表] 視覚情報と聴覚情報の再活性化がエピソード記憶の検索に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      上野 大介, 増本 康平, 岩木 直
    • 学会等名
      第27回日本生体磁気学会大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      20120531-20130531
  • [学会発表] 心的イメージ操作パフォーマンスと事象関連自発脳活動変化との相関2012

    • 著者名/発表者名
      岩木 直, 須谷 康一, 稲川 三千代, 飛永 芳一, 西村 和雄
    • 学会等名
      第27回日本生体磁気学会大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      20120531-20120531
  • [学会発表] 対面する被験者の視線知覚にともなう自発脳活動の動的な変化2012

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会館(福岡県)
    • 年月日
      20120511-20120511
  • [備考] 研究紹介ページ

    • URL

      http://staff.aist.go.jp/s.iwaki/

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公開日: 2014-07-24  

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