高空間分解能ｆＭＲＩによるヒト下側頭葉の物体選択性領域群に関する研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25242079
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 程・ 康 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 副チームリーダー (70425635)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ヒト / 物体視 / 下側頭葉皮質 / 物体選択性領域群 / 高空間分解能fMRI

研究概要

高空間分解能fMRI技術を用いて、ヒト下側頭葉皮質後部領域における0.5-1ミリ程度の局所領域の平均的神経活動の物体カテゴリーレベルおよびサブカテゴリーレベルでの選択性を調べた。
本年度は、まず初めは、ヒト下側頭葉皮質（紡錘状回とそのまわりの大脳皮質）で高空間分解能のエコープラナーイメージング（EPI）撮像法を行うため必要の信号雑音比（SNR）を高める実験を行った。そのために、新しく開発したパラレルイメージング技術と専用のRFコイルを用いて、ファントムおよび健常なヒト被験者を用いて撮像パラメーターを調整して、実験を進んだ。
次に、低空間分解能のEPI撮像法（スピンエコー・エコープラナーイメージング[＝SE-EPI]撮像法を含む）と色々カテゴリーの物体（顔、街並、その他）刺激を用いて、個々の被験者の紡錘状回とそのまわりの大脳皮質について各カテゴリーに対する選択性を持つ物体関連領域（物体のカテゴリーによらず、物体を見るときに共通に賦活される外側後頭複合領域 [lateral occipital complex = LOC野]、顔にたいする選択的反応する紡錘状回顔領域 [fusiform face area = FFA野]、および街並に対する選択的反応する海馬傍回場所領域 [parahippocampal place area = PPA野]）を同定した。
最後に、FFA野対して、低解像度（~3.5ミリ）と高解像度（~0.75ミリ）の実験を行い、それぞれの解像度で、顔刺激に対する選択性と他のカテゴリーの物体刺激に対する選択性を比較した。高い解像度の実験で、顔刺激に対して高い選択性を示す結果を確かめた。いま現在、これらの結果を定量化し、ヒト下側頭葉皮質後部領域における物体視コラム構造の構成について研究を進んでいる。

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

高空間分解能fMRIを用いて、ヒト下側頭葉皮質における物体選択性領域群の同定を成功した。さらに、FFA野における顔刺激に対して高い選択性を確認した。これらの実験方法と結果は、今後ヒト下側頭葉皮質後部領域における物体視コラム構造の解明に大きく寄与できる。

今後の研究の推進方策

複数の被験者で、FFA野における顔刺激に対して高い選択性の結果を再現する。これらの結果を基づいて、ヒト下側頭葉皮質後部領域における物体視コラム構造の構成を調べる。

研究成果

• [雑誌論文] Functional signalers of changes in visual stimuli: cortical responses to increments and decrements in motion coherence. (2014)
  • 著者名/発表者名: Costagli, M., Ueno, K., Sun, P., Gardner, J.L., Wan X., Ricciardi, E., Pietrini, P., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 24 ページ: 110-118
  • DOI: 10.1093/cercor/bhs294
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural basis of economic bubble behavior (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, A., Onozaki, T., Mizuno, T., Asamizuya, T., Ueno, K., Cheng, K., and Iriki, A.
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 265 ページ: 37-47
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2014.01.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of tuning to stimulus orientation in human visual cortex: a high-resolution fMRI study with a novel continuous and periodic stimulation paradigm (2013)
  • 著者名/発表者名: Sun, P., Gardner, J.L., Costagli, M., Ueno, K., Waggoner, R.A., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 23 ページ: 1618-1629
  • DOI: 10.1093/cercor/bhs149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hand before foot? Cortical somatotopy suggests manual dexterity is primitive and evolved independently of bipedalism. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, T., Ueno, K., Ogawa, A., Asamizuya, T., Suzuki, C., Cheng, K., Tanaka, M., Taoka, M., Iwamura Y., Suwa, G., and Iriki, A.
  • 雑誌名: Philosophical Transactions of Royal Society B Biological Sciences 巻: 368 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1098/rstb.2012.0417
  • 査読あり
• [雑誌論文] The implicit processing of categorical and dimensional strategies: an fMRI study of facial emotion perception. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, Y., Fujimura, T., Katahira, K., Okada, M., Ueno, K., Cheng, K., and Okanoya, K.
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 7 ページ: 1-20
  • DOI: 10.3389/fnhum.2013.00551
  • 査読あり
• [学会発表] Model-free spatial intensity non-uniformity correction algorithm for MR images (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueno, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: The 22nd Scientific Meeting and Exhibition of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine
  • 発表場所: Milan, Italy
  • 年月日: 20140510-20140516
• [学会発表] How does the knowledge of consequences on others’ outcome affect one’s own value-based decision? (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Suzuki, S., Ueno, K., Gardner, J., Ichinohe, H., Haruno, M., Cheng, K., and Nakahara, H.
  • 学会等名: The 43rd Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 年月日: 20131109-20131113
• [学会発表] MRI画像強度空間不均一補正法の改良と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上野賢一、程 康
  • 学会等名: 第４１回日本次期表明医学会大会
  • 発表場所: 徳島県徳島市
  • 年月日: 20130919-20130921
• [学会発表] fMRI研究における生理学的信号同時計測に基づくノイズ除去手法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木千里、上野賢一、Waggoner R. Allen、程 康
  • 学会等名: 第４１回日本次期表明医学会大会
  • 発表場所: 徳島県徳島市
  • 年月日: 20130919-20130921
• [学会発表] High-Resolution fMRI Studies of Human Visual Cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Cheng, K.
  • 学会等名: The 1st Global Chinese Vision Sciences Workshop
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 20130709-20130709
  • 招待講演
• [学会発表] 超高磁場MRI研究の現状および今後への期待 (2013)
  • 著者名/発表者名: 程 康
  • 学会等名: 第１５回日本ヒト脳機能マッピング学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130705-20130706
  • 招待講演
• [学会発表] Expectation and influence of others’ outcomes in decision making for one’s own outcome (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukuda H., Suzuki, S., Ueno, K., Gardner, J.L., Ichinohe, N., Haruno, M., Cheng, K., and Nakahara, H.
  • 学会等名: The 36th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 20130620-20130623
• [学会発表] Neural mechanisms for inferring others’ preferences in decision making (2013)
  • 著者名/発表者名: Harasawa N., Nakatani, H., Suzuki, S., Ueno, K., Gardner, J.L., Ichinohe, N., Haruno, M., Cheng, K., and Nakahara, H.
  • 学会等名: The 36th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 20130620-20130623
• [学会発表] Direct, not V1 mediated, motion processing in hMT+ is modulated by speed (2013)
  • 著者名/発表者名: Gaglianese A., Costagli, M., Ricciardi, E., Ueno, K., Pietrini, P., and Cheng, K.
  • 学会等名: The 19th Annual Meeting of the Organization of Human Brain Mapping
  • 発表場所: Seattle, Washington, USA
  • 年月日: 20130616-20130620
• [備考] 理化学研究所・研究室主宰者一覧 - 程 康
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/bsi/rrc/funct_magn_reson_img/
• [備考] 理化学研究所・脳科学総合研究センター・機能的磁気共鳴（fMRI）測定支援ユニット・ユニットリーダー
  • URL: http://www.brain.riken.jp/jp/faculty/details/56
• [備考] 理化学研究所・脳科学総合研究センター・認知機能表現研究チーム
  • URL: http://www.brain.riken.jp/labs/cbms/index.html