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2019 年度 実績報告書

脳の時間の単位の進化:ヒト・サル・イルカの無侵襲脳波記録による検討

公募研究

研究領域時間生成学―時を生み出すこころの仕組み
研究課題/領域番号 19H05309
研究機関新潟大学

研究代表者

伊藤 浩介  新潟大学, 脳研究所, 特任准教授 (30345516)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード聴覚 / 時間窓 / 脳 / 進化
研究実績の概要

脳が外界を知覚する、まさにその機能が、脳の時間の最小単位を規定する。例えば聴覚では、数100ミリ秒の時間窓(時間幅)が単位となり、この時間窓内の刺激は、ひとつの聴覚イベントに統合されて聞こえる。この時間窓の長さには種差があっても、不思議ではない。そして、もし感覚野の知覚処理に時間窓の種差があるならば、感覚野から情報を受ける連合野や他の脳部位にも、それに応じた時間窓の種差があるはずである。つまり、外界情報の知覚を規定する境界条件としての時間窓は、いわば、脳の時間の単位や秒針のようなものと言える。そのため、知覚の時間窓が進化でどのように変化したか(あるいはしなかったか)は、脳の時間の種差を考える上で、極めて根本的な問題である。
しかし、知覚の時間窓に種差があるかもしれないという可能性そのものが、これまでほとんど検討されたことがない。そこで本研究は、ヒト、マカクザル、マーモセット、そしてイルカを対象とした比較研究により、時間処理がとくに重要な聴覚に注目し、脳の知覚の時間窓の進化を明らかにすることを目的とした。脳活動の指標には、頭皮上から無侵襲で記録できる、聴覚誘発電位(AEP)を利用する。
本年度の研究では、持続時間を様々に変えた時のAEP振幅の変化を調べることで、ヒトとアカゲザルで聴覚処理の時間特性に種差があることを明らかにした(Itoh et al., 2019)。また、マーモセットの無侵襲AEP波形の形状や潜時を世界で初めて記載し(Itoh et al., submitted)、ヒト・アカゲザル・マーモセットの3種での時間窓の種差の解析を進めている。さらに、イルカで脳波記録を行うためのプロトコルやデバイス(電極シート)の作成を行った。

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

サルを対象とした実験は順調に進展している。イルカを対象とした実験については、対象個体の出産があったことで現地での作業が行えなかったものの、電極の改良など、できる範囲の準備を進めておいた。出産後の母子は健康であり、このまま推移すれば、次年度には研究が再開できる見込みである。

今後の研究の推進方策

サル類を対象とした実験は、順調に進展しているので、このまま継続する。COVID-19の影響により出張が制限され、実験が出来なくなったとしても、これまでに取り溜めたデータの解析により、新しい成果が得られる見込みである。イルカを対象とした実験は、被検体(イルカ)およびCOVID-19が水族館に与える影響など、不確定な要素が多いが、チャンスがあれば逃さないよう準備を整えておく。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Evolutionary Elongation of the Time Window of Integration in Auditory Cortex: Macaque vs. Human Comparison of the Effects of Sound Duration on Auditory Evoked Potentials2019

    • 著者名/発表者名
      Itoh Kosuke、Nejime Masafumi、Konoike Naho、Nakamura Katsuki、Nakada Tsutomu
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00630

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Auditory T-Complex Reveals Reduced Neural Activities in the Right Auditory Cortex in Musicians With Absolute Pitch2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Masato、Igarashi Hironaka、Itoh Kosuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00809

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Primate non-invasive EEG: a window into human brain evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Itoh
    • 学会等名
      The 10th BRI International Symposium: Advanced Brain Imaging for the Future
    • 国際学会
  • [学会発表] コモンマーモセットにおける頭皮上聴覚誘発電位の無麻酔・無侵襲記録2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤浩介, 岩沖晴彦 , 鴻池菜保 , 五十嵐博中, 中村克樹
    • 学会等名
      第42回日本神経科学会大会 NEURO2019
  • [学会発表] コモンマーモセットにおける聴覚情報処理に関わる神経応答2019

    • 著者名/発表者名
      鴻池 菜保, 三輪 美樹, 伊藤 浩介, 中村 克樹
    • 学会等名
      第42回日本神経科学会大会 NEURO2019

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公開日: 2021-01-27  

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