ヒト脳波の実時間処理システム構築によるθ波位相の生理機能の解明

• Project/Area Number: 18650065
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Cognitive science
• Research Institution: Kyoto University (2007); Okayama University (2006)
• Principal Investigator: 水原 啓暁 Kyoto University, 情報学研究科, 講師 (30392137)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 神経科学 / 脳・神経 / 認知科学 / 計測工学 / 生物・生体工学 / 非侵襲脳活動計測 / 脳波 / MRI / 脳機能イメージング / θ波 / 記憶処理過程 / 前頭葉 / 海馬 / ブレイン・コンピュータインタフェース / 認知神経科学

Research Abstract

θ波と呼ばれる4〜8Hzの電気的神経活動はラットやヒトなどの脳内における重要な振動現象として考えられており,そのメカニズムや機能との関連はホットトピックの一つとなっている.近年,ラットやヒトの研究において海馬以外の皮質などからもθ波が観察されることが報告され始めている.また近年の報告により,海馬でのθ波活動の特定の位相に関係して,前頭葉内側面におけるスパイク活動が発生することが報告されており,θ波活動の位相情報が脳内における情報処理過程において重要な役割を果たしていることが考えられる.ヒトにおける従来のθ波に関する研究では,頭皮脳波の測定により前頭正中線上から発生するθ波が注意や記憶などの認知課題時に多く発生することが報告されているとともに,てんかん患者の皮質に直接埋め込んだ電極(皮質脳波)により,空間性認知課題において前頭のみならず頭頂・側頭の複数の皮質からθ波が観察されることが指摘されている.しかしながら,ヒト頭皮上における脳波活動と機能的活動の因果関係に関して疑問視する研究者は多く,頭皮上で観察される脳波活動が情報処理を実施するために必要不可欠な神経活動か否かの結論には未だに至っていない.そこで本研究では,ヒトの頭皮上で観察される脳波のひとつであるθ波活動が,情報処理機能に不可欠な神経活動であることを示すことを目的として,新たな非侵襲脳機能計測システムを構築した.構築したシステムにより,特定の皮質活動に対応する頭皮脳波の電位分布を同定することが可能となった.このことは,特定の皮質の活動が発生した際に,認知課題実行を妨害することが可能なシステムの構築に有意義な成果である.