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2013 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, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 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  京都大学, 情報学研究科, 教授 (70221942)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードマルチモーダル・ニューロイメージング / 脳領域間連関 / 腹側視覚系 / 背側視覚系 / MEG / fMRI / 3次元物体知覚
研究概要

本研究では,複数の脳領域の間の相互作用によって実現されている,高次な視覚知覚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,2次元の網膜像上での動きから3次元物体を知覚するために必要な,背側視覚系(dorsal visual subsystem)と腹側視覚系(ventral visual subsystem)との間における神経信号のやり取りを定量的に解析した.とくに,fMRIとMEGデータの統合解析(マルチモーダル・ニューロイメージング)により可能になる高時間・空間解像度な脳活動ムービーに,因果モデリング技術を適用することにより,両視覚情報処理系の間の神経信号の「流れ」を解析したところ,低次の視覚野からのボトムアップ信号と,高次な腹側視覚系からのフィードバック信号が,頭頂後頭部(parieto-occipital area)で処理されていることを示す結果が得られた.これらの結果は,フィードフォワードな背側視覚系での動きの空間処理から,腹側視覚系での暫定的な物体認知が行われた後,再び背側視覚系へ処理がフィードバックされることにより,よりロバストな三次元物体知覚を生成している可能性を示唆している.

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

平成24年度には,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実測データへの適用が順調に進捗し,高次視覚野間の神経信号の「流れ」を定量的に評価できる目途が得られた.

今後の研究の推進方策

平成26年度は,脳領域間連関パラメータと主観的な3次元知覚変化との間の相関関係を調べ,これをもとに,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

    (24件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamic cortical activity during the perception of three-dimensional object shape from two-dimensional random-dot motion2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki, G. Bonmassar, J. W. Belliveau
    • 雑誌名

      Journal of Integrative Neuroscience

      巻: 12 ページ: 355-367

    • DOI

      10.1142/S0219635213500210

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mental fatigue measurement based on the changes in flicker perception threshold using consumer mobile devices2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki, N. Harada
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 2 ページ: 137-142

    • DOI

      10.14326/abe.2.137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stimulus-feature specific modulation of the visual processing by audio-visual intermodal orientation of attention2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki, M. Tonoike
    • 雑誌名

      Neuroscience and Biomedical Engineering

      巻: 1 ページ: 116-124

    • DOI

      10.2174/2213385202666140207002650

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of a beamforming technique in real-time magnetoencephaloghraphy2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ora, K. Takano, T. Kawase, S. Iwaki, L. Parkkonen, K. Kansaku
    • 雑誌名

      Journal of Integrative Neuroscience

      巻: 12 ページ: 331-341

    • DOI

      10.1142/S0219635213500192

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential brain response to one- or two-hand handling action: an fMRI study2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tagai, H. Shimakura, S. Takata, M. Nagai, K. Watanabe, K. Niki, S. Iwaki, T. Kumada
    • 雑誌名

      Neuroscience and Neuroeconomics

      巻: 2 ページ: 21 - 32

    • DOI

      10.2147/NAN.S40067

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳活動の計測技術と疲労・ストレス評価への応用の可能性2013

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 雑誌名

      ストレス科学研究

      巻: 28 ページ: 4-7

    • DOI

      10.5058/stresskagakukenkyu.28.4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induced gamma-band brain responses to direct eye contact2013

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

      Perception

      巻: 42S ページ: 143

    • DOI

      10.1068/v130519

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induced gamma-band brain responses to direct eye contact in the frontal and parietal cortices2013

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

      Proceedings of the 35th Annual Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      巻: 35 ページ: 6183-6186

    • DOI

      1109/EMBC.2013.6610965

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 対面する視線の知覚によるγ帯域の事象関連変化2013

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 26 ページ: 256-257

    • 査読あり
  • [雑誌論文] スマートフォンを用いた日常的利用が可能な疲労計測システムの研究2013

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

      パーソナル・ヘルスケア―ユビキタス・ウェアラブル医療実現に向けたエレクトロニクス研究最前線―, エヌ・ティー・エス出版

      巻: - ページ: 141-146

  • [学会発表] Gamma-band synchronization during eye gaze perception between directly facing individuals2014

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      30th International Congress on Clinical Neurophysiology
    • 発表場所
      Estrel Hotel (Berlin, Germany)
    • 年月日
      20140319-20140323
  • [学会発表] 心的イメージ操作パフォーマンスと脳活動との相関2014

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 学会等名
      平成25年度JAXA宇宙環境利用科学委員会第9回「宇宙環境へ適応するための感覚-運動ゲインコントロール」
    • 発表場所
      リゾーピア熱海 (熱海市)
    • 年月日
      20140307-20140308
    • 招待講演
  • [学会発表] 日常生活環境で利用可能な疲労計測技術2013

    • 著者名/発表者名
      岩木 直, 原田暢善
    • 学会等名
      統計数理研究所共同研究集会「非侵襲生体信号の解析・モデル化技術とその周辺」
    • 発表場所
      統計数理研究所 (立川市)
    • 年月日
      20131207-20131208
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチモーダル脳活動解析技術を用いた視覚情報処理の可視化2013

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 学会等名
      第9回マルチモーダル脳情報研究会
    • 発表場所
      千葉大学 (千葉市)
    • 年月日
      20131118-20131118
    • 招待講演
  • [学会発表] Mental fatigue measurement based on the changes in flicker perception threshold using consumer mobile devices2013

    • 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2013
    • 発表場所
      九州大学 (福岡市)
    • 年月日
      20130920-20130921
  • [学会発表] Induced gamma-band brain responses to direct eye contact2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      36th European Conference on Visual Perception
    • 発表場所
      Bremen Exhibition and Conference Centre (Bremen, Germany)
    • 年月日
      20130825-20130829
  • [学会発表] ちらつき知覚の変化に基づく簡易疲労計測技術2013

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 学会等名
      第8回応用福祉工学シンポジウム
    • 発表場所
      富国生命ビル (大阪市)
    • 年月日
      20130726-20130726
    • 招待講演
  • [学会発表] リアルタイム脳磁図におけるビームフォーミング技術の実装2013

    • 著者名/発表者名
      大良宏樹, 高野弘二, 川瀬利弘, 岩木 直, ラウリ・パルコネン, 神作憲司
    • 学会等名
      第7回マルチモーダル脳情報研究会
    • 発表場所
      東京電機大学 (東京都)
    • 年月日
      20130723-20130723
  • [学会発表] Induced gamma-band brain responses to direct eye contact in the frontal and parietal cortices2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      35th Annual Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center (Osaka, Japan)
    • 年月日
      20130703-20130707
  • [学会発表] Implementation of beamforming technique and imaginary coherence analysis in real-time MEG2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ora, K. Takano, T. Kawase, S. Iwaki, L. Parkkonen, K. Kansaku
    • 学会等名
      36thAnnual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都市)
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] Direct eye contact increases gamma-band oscillations in parietal and frontal cortices2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      36thAnnual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      京都国際会館 (京都市)
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] Event-related changes in the gamma-band activity reflect individual performance in mental rotation2013

    • 著者名/発表者名
      S. Iwaki
    • 学会等名
      19th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Washington State Convention Center (Seattle, USA)
    • 年月日
      20130616-20130620
  • [学会発表] 対面する視線の知覚によるγ帯域の事象関連変化2013

    • 著者名/発表者名
      岩木 直
    • 学会等名
      第28回日本生体磁気学会大会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • 年月日
      20130607-20130608
  • [備考] 研究紹介ページ

    • URL

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

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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