ヒト脳における白質視覚経路と視覚情報処理の包括的解明

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J00412
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: 竹村 浩昌 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター・脳情報通信融合研究室, 特別研究員(SPD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Keywords: 白質 / 視覚 / 種間比較 / 頭頂葉 / 両眼立体視 / 心理物理実験 / 拡散強調MRI / 定量的MRI

Outline of Annual Research Achievements

平成２９年度は、拡散強調MRI法を用いてヒトの頭頂葉の背側と腹側をむすぶ経路を明らかにし、さらにfMRI法と組み合わせることでオプティックフロー選択性領域との関連を明らかにした成果の取りまとめを行った。この成果は脳構造研究の国際専門誌であるBrain Structure and Function誌より原著論文として出版された。また拡散強調MRI法・定量MRI法・心理物理実験を組み合わせることで両眼立体視機能の個人差の脳構造基盤を検証した成果についての発表がヒト脳イメージング研究会において奨励賞を受賞し、原著論文を投稿する段階まで発展した。

当初の計画より遅れていた網膜疾患を対象とした計測研究のデータ解析が進展し、拡散強調MRIデータと定量的MRIデータという２つの計測法から得られる結果の違いから網膜疾患が白質線維束の微細構造に与える影響を明らかにする成果を得た。この成果は、国際磁気共鳴医学会日本支部会において「優秀抄録賞」を受賞した。

このほか、当初より継続していた視覚処理に関わる白質線維束の種間比較研究の成果が磁気共鳴医学における最大の国際会議であるInternational Society for Magnetic Resonance in Medicineにおいて、Magna Cum Laude Merit Awardを受賞するに至った。この成果は、８月に実施したドイツ・ユーリッヒ総合研究機構との共同研究でさらに発展した。このほかにも、当初の計画になかった脳磁図を用いて一次視覚野の応答潜時と白質線維束の組織構造の関連を調べる研究、アルファ波の強度と白質線維束の関連を明らかにする研究も進展し、学会発表をするに至った。ヒトを対象として計測された実験データを基にした研究発表にあたっては、プライバシー保護の観点から実験参加者を特定できる個人情報が資料上に現れないようにした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Stanford University/Indiana University/National Institutes of Health(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Stanford University/Indiana University/National Institutes of Health
  • # of Other Institutions: 3
• [Int'l Joint Research] Max Planck Institute/Forschungszentrum Julich(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: Max Planck Institute/Forschungszentrum Julich
• [Int'l Joint Research] University of Antwerp(ベルギー)
  • Country Name: BELGIUM
  • Counterpart Institution: University of Antwerp
• [Int'l Joint Research] Sherbrooke University(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: Sherbrooke University
• [Int'l Joint Research] The Hebrew University of Jerusalem(イスラエル)
  • Country Name: ISRAEL
  • Counterpart Institution: The Hebrew University of Jerusalem
• [Journal Article] Computational neuroanatomy of human stratum proprium of interparietal sulcus. (2018)
  • Author(s): Uesaki, M., Takemura, H. & Ashida, H.
  • Journal Title: Brain Structure and Function Volume: 223 Pages: 489-507.
  • DOI: 10.1007/s00429-017-1492-1.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Diffusion MRI and its application to visual neuroscience. (2018)
  • Author(s): Takemura, H.
  • Organizer: The 4th CiNet conference: Functional and anatomical connectivity
  • Invited
• [Presentation] Retinal ganglion cell damage affects diffusivity but not quantitative T1 along the optic radiation. (2018)
  • Author(s): Takemura, H., Ogawa, S., Mezer, A., Horiguchi, H., Miyazaki, A., Matsumoto, K., Shikishima, K., Nakano, T. & Masuda, Y.
  • Organizer: 第２回国際磁気共鳴医学会日本支部学術集会
• [Presentation] 視放線の組織構造特性からヒト一次視覚野の応答潜時を予測する. (2018)
  • Author(s): 竹村浩昌, Berman Shai, 湯淺健一, Mezer Aviv, 天野薫.
  • Organizer: 日本視覚学会2018年冬季大会
• [Presentation] MEGを用いたフィードフォワード，フィードバック視覚情報処理の解析. (2018)
  • Author(s): 湯淺健一, 竹村浩昌, 本吉勇, 天野薫.
  • Organizer: 日本視覚学会2018年冬季大会
• [Presentation] Mapping human white matter pathways using diffusion-weighted MRI. International Symposium on Nanomedicine (2017)
  • Author(s): Takemura, H.
  • Organizer: 11th International Symposium on Nanomedicine
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Transient oscillatory feedback from ipsilateral IPS in response to a visual target. (2017)
  • Author(s): Yuasa, K., Takemura, H., Motoyoshi, I. & Amano, K.
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of visual white matter pathways in human and non-human primates. (2017)
  • Author(s): Takemura, H.
  • Organizer: International Workshop on Vision, Action and Brain
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ヒト脳視覚情報伝達経路の包括的解明. (2017)
  • Author(s): 竹村浩昌.
  • Organizer: 平成29年度日本学術振興会育志賞研究発表会
• [Presentation] 拡散強調MRIによる白質線維束の研究. (2017)
  • Author(s): 竹村浩昌.
  • Organizer: 第１回ヒト脳イメージング研究会
  • Invited
• [Presentation] ヒト立体視力とVertical Occipital Fasciculusの組織構造の関連. (2017)
  • Author(s): 大石浩輝, 竹村浩昌, 青木俊太郎, 藤田一郎, 天野薫.
  • Organizer: 第１回ヒト脳イメージング研究会
• [Presentation] 白質からわかる脳とこころの仕組み． (2017)
  • Author(s): 竹村浩昌.
  • Organizer: 時間学公開学術シンポジウム2017 多様な窓からこころを覗く -脳機能、脳構造、心理学から見えてくる心の時空間-
  • Invited
• [Presentation] Functional roles of alpha oscillations underlying the communication between dorsal and ventral visual areas. (2017)
  • Author(s): Minami, S., Oishi, H., Takemura, H., & Amano, K.
  • Organizer: Vision Sciences Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Human white matter structural properties correlate with individual difference in stereoacuity. (2017)
  • Author(s): Oishi, H., Takemura, H., Aoki, S.C., Fujita, I. & Amano, K.
  • Organizer: Vision Sciences Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Comparative neuroanatomy of occipital white matter tracts in human and macaque. (2017)
  • Author(s): Takemura, H., Pestilli, F., Weiner, K.S., Keliris, G.A., Landi, S., Sliwa, J., Ye, F.Q., Barnett, M., Leopold, D.A., Freiwald, W.A., Logothetis, N.K. & Wandell, B.A.
  • Organizer: Vision Sciences Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Using diffusion MRI and tractography to identify macaque vertical occipital fasciculus. (2017)
  • Author(s): Takemura, H., Pestilli, F., Weiner, K.S., Keliris, G.A., Landi, S., Sliwa, J., Ye, F.Q., Barnett, M., Leopold, D.A., Freiwald, W.A., Logothetis, N.K. & Wandell, B.A.
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effect of Different Seeding Strategies on Tractometry Reproducibility. (2017)
  • Author(s): Cousineau, M., Descoteaux, M. & Takemura, H.
  • Organizer: International Society for Magnetic Resonance in Medicine
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] Researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/hiromasatakemura/