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

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25242079
• 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 / 高空間解像能fMRI

研究実績の概要

高空間分解能fMRI技術をもちいて、ヒト下側頭葉皮質後部領域における0.75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テゴリーレベルでの選択性を調べた。
本年度は、引き続き、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）の高める実験を行った。そのために、新しい開発したパラレルイメージング技術と専用の多チャンネル受信RFコイルをもちいて、ファントムおよび健常なヒト被験者をもちいて撮像パラメーターを調整して、実験を進めた。
次に、低空間分解能（面内解像度～３－４ミリ）のEPI撮像法と色々なカテゴリーの物体（ヒトの顔、街並、普通の物体、その他）刺激をもちいて、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」、顔に対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、各被験者のFFA野に対して、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。現在は、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めている。

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

高空間解像能fMRIをもちいて、ヒト下側頭葉皮質物体選択性領域群の同定に成功した。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するものである。

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定量的に調べる。

研究成果

• [雑誌論文] Neural basis of decision-making guided by emotional outcomes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Katahira, K., Matsuda, Y.-T., Fujimura, T., Ueno, K., Asamizuya, T., Suzuki, C., Cheng, K., Okanoya, K., and Okada, M.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1152/jn.00564.2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural encoding of opposing strategy values in anterior and posterior cingulate cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wan X.-H., Cheng, K., and Tanaka, K.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1038/nn.3999
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] What we have learnt about human primary visual cortex from high-resolution functional magnetic resonance imaging. (2015)
  • 著者名/発表者名: Cheng, K.
  • 雑誌名: Magnetic Resonance in Medical Sciences 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [学会発表] 高解像度fMRIを通してヒト視覚皮質について学んだこと. (2014)
  • 著者名/発表者名: 程 康
  • 学会等名: 第４２回日本磁気共鳴医学大会シンポジウム「fMRIでみる脳 -視覚コラムからシステムまで-」
  • 発表場所: 京都市、京都府、ホテルグランヴィア京都
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] fMRI研究における生理学的ノイズ除去手法の最適化. (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木千里、上野賢一、Roy Allen Waggoner、程 康
  • 学会等名: 第４２回日本磁気共鳴医学大会
  • 発表場所: 京都市、京都府、ホテルグランヴィア京都
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] SPM8を用いた機能画像標準化法についての検討. (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅水屋剛、上野賢一、程 康
  • 学会等名: 第４２回日本磁気共鳴医学大会
  • 発表場所: 京都市、京都府、ホテルグランヴィア京都
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [学会発表] Exploring human visual cortex with high-resolution fMRI. (2014)
  • 著者名/発表者名: Cheng, K.
  • 学会等名: 第３７回日本神経科学大会シンポジウム「脳広域ネットワークの機能構築イメージングにむけた挑戦」
  • 発表場所: 横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Neural mechanisms of integrating others’ outcomes to make one’s own decision. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Suzuki, S., Ma, N., Harasawa, N., Ueno, K., Gardner, J.L., Ichinohe, N., Haruno, M., Cheng, K., and Nakahara, N.
  • 学会等名: 第３７回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Probing face selectivity in human inferotemporal cortex with high-resolution fMRI. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanskanen, T., Kao, C.-H.T., Waggoner, R.A., Ueno, K., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: 第３７回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Representation of viewpoints at different spatial scales in human occipital face area. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kao, C.-H.T., Tanskanen, T., Ueno, K., Waggoner, R.A., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: 第３７回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜市、神奈川県、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Studying physiological properties in human visual cortex using a high-resolution single-voxel fMRI approach (2014)
  • 著者名/発表者名: Cheng, K.
  • 学会等名: The 10th Asia-Pacific Conference on Vision Symposium “Functional and Structural MRI of Visual Brain Network”
  • 発表場所: 高松市、香川県、香川国際会議場
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-22
  • 招待講演
• [学会発表] Hue selectivity in human visual cortex studied by fMRI with a novel stimulation paradigm. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuriki, I., Sun, P., Ueno, K., Tanaka, K., and Cheng, K.
  • 学会等名: The 10th Asia-Pacific Conference on Vision Symposium “Functional and Structural MRI of Visual Brain Network”
  • 発表場所: 高松市、香川県、香川国際会議場
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-22
• [学会発表] Frequency-specific interhemispheric connectivity and perceptual bias in apparent motion perception. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, Y., Kawasaki, M., Shimono, M., Miniussi, C., Ueno, K., Suzuki, C., Asamizuya, T., Cheng, K., and Kitajo, K.
  • 学会等名: The 20th Annual Meeting of the Organization of Human Brain Mapping
  • 発表場所: Hamburg, Germany, CCH-Congress Center in Hamburg
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-12
• [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] 革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト・代表機関（理化学研究所）
  • URL: http://brainminds.jp/central/core
• [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
• [備考] 埼玉大学・脳末梢科学研究センター
  • URL: http://subsi.saitama-u.ac.jp