2010 Fiscal Year Annual Research Report
脳神経回路の同期の生成崩壊に基づく認知情報生成機構の解明
| Project Area | The study on the neural dynamics for understanding communication in terms of complex hetero systems |
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21120005
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
山口 陽子 独立行政法人理化学研究所, 創発知能ダイナミクス研究チーム, チームリーダー (00158122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北城 圭一 独立行政法人理化学研究所, 創発知能ダイナミクス研究チーム, 副チームリーダー (70302601)
川崎 真弘 独立行政法人理化学研究所, 脳リズムモデル連携ユニット, 研究員 (40513370)
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| Keywords | 脳波 / リズム / 同期 / 振動神経回路 / 位相固定 / TMS / 作業記憶 / 協力行動 |
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| Research Abstract |
本研究では脳高次機能におけるヘテロなリズム回路の同期原理を確立するために、ヒト脳波のモデル化による理論的検討を行い、さらに脳波同期を実験的に操作する手法を導入することを目的とした。方法として、一人の人間の脳内の同期についてまず定量的に解析し回路として理論化し、経頭蓋磁気刺激(TMS)を用いてヒトの脳活動に干渉しながら脳波測定をすることで、局所部位、及び、部位間の同期の生成、崩壊ダイナミクスを操作し、認知機能との連関から認知機能の脳回路ダイナミクスを因果的に解明する。さらにコミュニケーションする二人の脳についてもリズム回路の生成崩壊を解析し、コミュニケーション過程の情報生成を探る。得られた成果は次の通り。
1.作業記憶課題では、記憶を保持するアルファの局所同期回路と、記憶を操作するシータリズムのグローバルな回路とが2対1の位相固定でつながることで、階層的な制御が可能になることを実験と理論モデルとから示した。
2.弱い単発TMS印加での局所振動の位相反応曲線の解析、強いTMS印加での位相リセット、振幅変化の伝搬解析、さらには2連発TMSでの周波数特異的な制御可能性を検証し、TMS-脳波を用いた位相同期ネットワークへの干渉、解析方法論を整備することができた。
3.二人交互のボタン押し課題について協力状態と非協力状態とを行動で分離した。脳波についてはボタン押しの前後の成分が自分と他者の場合で比較する指標の目処がたった。
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