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2013 年度 実績報告書

柔軟な記号認知と操作のトップダウン大脳制御-サルECoGから拓く比較認知脳科学

研究課題

研究課題/領域番号 23300150
研究機関新潟大学

研究代表者

長谷川 功  新潟大学, 医歯学系, 教授 (60282620)

研究分担者 中原 潔  高知工科大学, 総合研究所, 教授 (50372363)
北川 純一  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (50373006)
川嵜 圭祐  新潟大学, 医歯学系, 助教 (60511178)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードマカクザル / 前頭葉
研究概要

文を意味の最小単位(単語)や、さらに単独では意味をなさない要素(文字)の組合せに分節化する(綴る)能力の脳内メカニズムを調べるため、要素の組合せからなる複合記号により物のカテゴリーが表される記号体系を開発した。この系を用いて、物を表す複合記号の要素を順次選ばせる記号分解課題と、要素を連続提示してその組合せが表す物を選ばせる記号合成課題を3頭のニホンザルに学習させた。その結果、物体と複合記号との連想を学習すれば、サルは物を見てそれを表す複合記号の構成要素を選ぶ課題を、1試行目から有意に正答することができた。複合記号の指示対象は、同じカテゴリーの一度も見たことのない物体にも汎化した。さらに2つの要素を選ぶ順序を実験者が指定していないにもかかわらず、サルの要素選択順序には嗜好(一種の書き順)が生じた。これらの課題を遂行中の動物の前頭葉から皮質脳波を多点記録すると、記号分解課題と記号合成課題で、前頭前野の異なる部位に課題特異的にシータ、アルファ、ベータ帯域の応答が観測された。次に、21名のヒト被験者を対象として日本語のかな文字列を、正しい分節の区切りに空白が入った条件と、分節区切りが無い条件で呈示し、機能的磁気共鳴画像法による賦活実験をおこなった。すると、文字列の呈示直後には左シルビウス裂周囲の言語関連領野が広く賦活するが、次第に左角回と左中前頭回に賦活部位が移動する事、また無分節条件では、下前頭葉(特に弁蓋部から島前部にかけて)の賦活が増強することが示唆された。さらに、3頭のニホンザルで記号の等価関係(対称性)にもとづく推論の行動学的実験を行った結果、充分な数の訓練用の刺激で学習させれば、2頭では対称性が成立するものの、1頭では成立しなかった。記号の対称性については個体間の差についてさらなる検討が必要と考えられた。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] マカクザル大脳皮質高次視覚野における物体カテゴリー情報の分散表現と解読2013

    • 著者名/発表者名
      長谷川功, 宮川尚久
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 65 ページ: 643-650

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 認知型BMI2013

    • 著者名/発表者名
      加藤君子, 長谷川功
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 246 ページ: 513-518

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 皮質脳波による大脳視覚イメージの復号化2013

    • 著者名/発表者名
      長谷川功
    • 雑誌名

      新潟医学会雑誌

      巻: 127 ページ: 127-132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decoding visual object categories from temporal correlations of ECoG signals.2013

    • 著者名/発表者名
      Majima K, Matsuo T, Kawasaki K, Kawai K, Saito N, Hasegawa I, Kamitani Y.
    • 雑誌名

      Neuroimage

      巻: 90C ページ: 74-83

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super Multi-Channel Recording System for BMI2013

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Ando H, Yoshida T,Sawahata H, Kawasaki K, Hasegawa I, Matsushita K, Hirata M, Yoshimine T, Takizawa K
    • 雑誌名

      2013 IEEE EMBC

      巻: Short Papers ページ: No.2509

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous Recording of single-neuron activities and broad-area intracranial electroensephalography: electrode design and implantation procedure2013

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T, Kawai K, Uno T, Kunii M, Miyakawa N, Usami K, Kawasaki K, Hasegawa I,
    • 雑誌名

      Neurosurgery

      巻: 73 ページ: 146-154

    • DOI

      10.1227/01.neu.0000430327.48387.e1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternating zones selective to faces and written words in the human ventral occipitotemporal cortex

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T, Kawasaki K, Kawai K, Majima K, Masuda H, Murakami H, Kunii N, Kamitani Y, Kameyama S, Saito N, Hasegawa I
    • 雑誌名

      Cereb Cortex

      巻: (in press)

    • DOI

      10.1093/cercor/bht319

    • 査読あり
  • [学会発表] Developing a conceptualization of social relationship via rudimentary objective-subjective distinction on social world2014

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Y, Hasegawa I
    • 学会等名
      Proceedings of Artificial Life and Robotics 19th
    • 発表場所
      別府
    • 年月日
      20140122-24
  • [学会発表] マカクザル下側頭葉皮質視覚情報処理における整流作用:順列局所伝達エントロピー解析2013

    • 著者名/発表者名
      藤木 裕也, 春名 太一, 川嵜 圭祐, 澤畑 博人, 鈴木 隆文, 長谷川 功
    • 学会等名
      第14回計測自動制御学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131218-20131220
  • [学会発表] 社会的関係の概念化発達2013

    • 著者名/発表者名
      西山雄大, 長谷川功
    • 学会等名
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20131218-20
  • [学会発表] Uncovered discrepancies between part and whole in social inferences2013

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Y, Kato K, Nagasawa M, Kawasaki K, Hasegawa I
    • 学会等名
      Association for the Scientific Study of Consciousness (ASSC17)
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
    • 年月日
      20130712-20130715
  • [学会発表] 視点取得と中新世の恊働2013

    • 著者名/発表者名
      西山雄大, 長谷川功
    • 学会等名
      第27回人工知能学会全国大会JSAI2013
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      20130604-07
  • [学会発表] 皮質脳波法による視覚カテゴリーの復号化

    • 著者名/発表者名
      長谷川 功
    • 学会等名
      生理学研究所研究会「グローバルネットワークによる脳情報処理」
    • 発表場所
      岡崎
    • 招待講演
  • [学会発表] 霊長類モデルで読み解く脳の視覚イメージ

    • 著者名/発表者名
      長谷川 功
    • 学会等名
      NBR第10回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 招待講演
  • [学会発表] Cortical theta wave associated with visual long-term memory in the monkey medial temporal lobe

    • 著者名/発表者名
      Adachi K, Kawasaki K, Sawahata H, Matsuo T, Suzuki T, Tanigawa H, Iijima A, Hasegawa I, Nakahara K
    • 学会等名
      Neuroscience2013
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
  • [学会発表] The development of social cognition as a self-regualtion

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Y, Kato K, Nagasawa M, Kawasaki K, Hasegawa I
    • 学会等名
      International Symposium Adolescent brain & mind and self-regulation
    • 発表場所
      東京
  • [学会発表] 皮質脳波法による脳情報の計測.

    • 著者名/発表者名
      長谷川 功
    • 学会等名
      電子情報通信学会・MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 発表場所
      新潟
    • 招待講演
  • [学会発表] Decording recalled visual memory using electrocorticographic (ECoG) signals in macaque inferior temporal and prefrontal cortices.

    • 著者名/発表者名
      Tanigawa H, Majima K, Kawasaki K, Sawahata H, Nakahara K, Suzuki T, Kamitani Y, Hasegawa I
    • 学会等名
      Neuro 2013
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] Cross-frequency coupling of cortical oscillations during long-term memory retrieval in the monkey medical temporal lobe

    • 著者名/発表者名
      Adachi K, Kawasaki K, Sawahata H, Matsuo T, Suzuki T, Tanigawa H, Iijima I, Hasegawa I, Nakahara K.
    • 学会等名
      Neuro 2013
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] 皮質脳波法による視覚情報の解読

    • 著者名/発表者名
      長谷川 功
    • 学会等名
      生理研研究会・自立分散システム研究会
    • 発表場所
      岡崎
    • 招待講演
  • [学会発表] 皮質脳波による視覚イメージの解読

    • 著者名/発表者名
      長谷川 功
    • 学会等名
      日本生体磁気学会大会
    • 発表場所
      新潟
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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