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2015 年度 実績報告書

HD-DOTとfMRIを用いた社会脳における感情の生成・制御の神経メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 26280050
研究機関浜松医科大学

研究代表者

星 詳子  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 教授 (50332383)

研究分担者 精山 明敏  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70206605)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード感情 / NIRS / 皮膚血流 / 社会脳 / ヘモグロビン
研究実績の概要

①皮膚血流のNIRS信号に対する影響
NIRS信号には、脳内ヘモグロビン(Hb)信号だけでなく、頭皮Hb信号も重畳されており、それを取り除くために様々なsuperficial regression法が提案されている。この方法では皮膚血流変化は頭皮・顔面皮膚で一様であるという前提が必要であるが、まだ実証はされていない。そこで、健常成人16名を対象に、言語流暢性課題遂行時の皮膚血流変化についてマルチチャンネル NIRS計測システムを用いて調べた。送受間隔5 ㎜と40 ㎜の光ファイバを前額部に装着することによって、前額部の頭皮Hb信号と通常のNIRS信号を計測した。すべての被検者に対して、NIRS信号は、いくつかのチャンネルの頭皮Hb信号と強く相関した。また、前額部の頭皮Hb信号の各チャンネル間の相関係数の空間分布パターンは、被検者によって、大きく異なっており、15 ㎜離れた位置でさえ、異なった時間波形を示した。よって、一般的に、言語流暢性課題における前額部の頭皮Hb変化において、少なくとも15 ㎜以上の範囲において、空間的均一性は仮定できないと考えられた。
②他者からの否定的・肯定的評価による脳賦活部位の検討
他人からの評価はヒトの精神状態に大きな影響を与える。特に否定的評価は強い負の感情を引き起こすが、通常は非意識下に制御される。一方、メンタルヘルス不全では制御障害が認められることがある。その制御機構を明らかにするために、まず、就職活動を模擬して将来の夢などを15名の被検者に作文してもらい、それに対するコメントを正・負の感情誘発刺激とした。マルチチャンネルNIRS装置を用いて前頭部を計測して統計的仮説検定を行い、それぞれの感情に関連する脳領域を同定した。これらの結果から、肯定的評価で生じる正の感情に前頭極が、否定的評価で生じる負の感情に腹外側前頭前野が関与していることが示唆された。

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

NIRS計測における皮膚血流問題を、光ファイバ高密度配列を用いるsuperficial regression法とCW-DOTによって解決する予定であったが、前者に必用な「空間的に一様な皮膚血流変化」という前提を否定する結果が得られたため断念した。一方、NIRS計測から計測部位を前頭前野に限局して計測することが可能であることが判明した。また、CW-DOTに加えてより精度の高いタイムドメインのDOTも開発しており、次年度はこのDOTを用いて感情制御機構解明を目指す。また、既に2年目以降に予定していたfMRI計測は完了しているため、おおむね順調に進行しているとみなした。

今後の研究の推進方策

これまでのfMRI, NIRS計測と同じ実験デザインでDOT計測を行う。
タイムドメインDOT(TD-DOT)に関しては、装置の完成が6月末の予定のため、CW-DOTのアルゴリズムも並行して開発し、CW-DOTでもデータ取得を行う。計測に先立ち、まずTD-DOT,CW-DOT用のホルダーを作成する。個人特性と感情制御の関係については、fMRI計測で調べる。

次年度使用額が生じた理由

今年度ワークステーション(WS)を購入したが、WSの騒音防止のために遮音ボックスが必要である。しかし、WSのスペックに適した遮音ボックスの入手が年度内では困難であった。また、ホルダー作成には当初の試算より安価にできる方法を見出したが、これも材料の納期が間に合わず、次年度にしたため繰り越し金が生じた。

次年度使用額の使用計画

ワークスステーション遮音ボックス、ファイバーホルダー材料、さらに数本の光ファイバーに経年劣化が認められるため、この交換費用に充てる。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ドイツ物理技術研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ドイツ物理技術研究所
  • [雑誌論文] Right ventrolateral prefrontal cortex involvement in the integration of emotional processing: Parametric mediation analysis of fMRI.2016

    • 著者名/発表者名
      Kida I, Hoshi Y
    • 雑誌名

      Neurosci Lett

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      not yet assinged

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Near-Infrared spectroscopy for brain imaging. Roadmap on Neurophotonics2016

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y
    • 雑誌名

      J Opt

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      not yet assinged

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光トポグラフィ2016

    • 著者名/発表者名
      星 詳子
    • 雑誌名

      臨床神経生理

      巻: 未定 ページ: 未定

  • [雑誌論文] 拡散光トモグラフィ―:現状と展望2016

    • 著者名/発表者名
      星 詳子、藤井宏之、橋本康
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NIRSと脳機能イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      星 詳子
    • 雑誌名

      小児神経学の進歩

      巻: 44 ページ: 51-63

    • 査読あり
  • [学会発表] fMRI study on neural and cognitive aspect of urban landscape evaluation of human.2016

    • 著者名/発表者名
      Seiyama A
    • 学会等名
      第93回日本生理学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] 他者からの肯定的評価および否定的評価による脳賦活部位2016

    • 著者名/発表者名
      河野理、星詳子
    • 学会等名
      第18回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス、京都
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-08
  • [学会発表] Mechanisms of emotion generation and emotion regulation in social life.2016

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y
    • 学会等名
      the 16th Conference of Peace through Mind/Brain Science
    • 発表場所
      Hamamtsu grand hotel, Hamamtsu, Japan
    • 年月日
      2016-02-23 – 2016-02-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 景観評価の神経基盤2016

    • 著者名/発表者名
      精山明敏、大崎可織、堀翔太、松本純也、中井隆介、山田圭二郎
    • 学会等名
      第27回BME on dementia研究会
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 年月日
      2016-02-21 – 2016-02-21
  • [学会発表] 社会脳における感情生成・制御の神経メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      星 詳子
    • 学会等名
      Brain Science Inspired Life Support Research Center Seminar
    • 発表場所
      電気通信大学、東京
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-26
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオメディカル光イメージングと感情の神経機構2015

    • 著者名/発表者名
      星 詳子
    • 学会等名
      第2回感性脳工学研究会
    • 発表場所
      静岡大学、浜松
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-contact scanning time-domain functional optical imaging of adult human brain.2015

    • 著者名/発表者名
      Wabnitz H, Mazurenaka M, Fucks K. Di Sieno L, Boso G, Contini D, Mora AD, Tosi A, Hoshi Y, Pifferi A, Macdonald R.
    • 学会等名
      ECBO 2015
    • 発表場所
      Messe Munchen, Munich, Germany
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Diffuse optical tomography: how to improve image quality?2015

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y, Okada E, Okawa S, Tanikawa Y, Yoshinaga T, Fujii H, Fujimoto K, Hashimoto K, Kohno S.
    • 学会等名
      ICM 2015
    • 発表場所
      Okayama convention center, Okayama, Japan
    • 年月日
      2015-06-18 – 2015-06-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brain activity elicited by positive and negative comments as to dream jobs of university students.2015

    • 著者名/発表者名
      Kohno S, Hoshi Y
    • 学会等名
      OHBM 2015
    • 発表場所
      Hawai convention center, Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-21
    • 国際学会
  • [図書] 脳のイメージング2016

    • 著者名/発表者名
      宮内哲、星詳子、菅野巖、栗城眞也
    • 総ページ数
      256
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] Hemodynamic signals of fNIRS. In: New Horizons in Neurovascular Coupling: A Bridge Between Brain Circulation and Neural Plasticity: PBR Volume 2252016

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y
    • 総ページ数
      306
    • 出版者
      Elsevier
  • [図書] 感性と景観ー「感性都市工学」への挑戦.安寧の都市ー医学・工学からのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      精山明敏、山田圭二郎
    • 総ページ数
      223
    • 出版者
      京都大学 安寧の都市ユニット
  • [備考] PTB

    • URL

      https://www.ptb.de/cms/en.html

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公開日: 2017-01-06  

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