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脳のネットワークをメンテナンスする 脳内の结合と认知机能を変化させる训练法

掲载日:2017年10月20日

© 2017 山下 歩① 脳活动の変動をモニタリングできる装置を使い、②2つの脳領域(lM1,lLPと記されている領域)間の変動の類似性(時間相関)をコンピュータで実時間解析する。③相関値を緑の円の大きさとして本人に知らせる。これを何回も繰り返す。④時間相関は実験条件に応じて増加?減少のどちらにも変化させることができる。

脳の结合と认知机能を変化させる训练のイメージ図
① 脳活动の変動をモニタリングできる装置を使い、②2つの脳領域(lM1,lLPと記されている領域)間の変動の類似性(時間相関)をコンピュータで実時間解析する。③相関値を緑の円の大きさとして本人に知らせる。これを何回も繰り返す。④時間相関は実験条件に応じて増加?減少のどちらにも変化させることができる。
© 2017 山下 歩

东京大学大学院人文社会系研究科の今水寛教授らの共同研究グループは、脳内の领域同士のつながりを変え、认知机能を変化させる技术の开発に成功しました。今回の成果は、领域间のつながりを正常化することで,认知机能を回復する方法の开発につながることが期待されます。

脳内の様々な领域は神経线维でつながっており、巨大なネットワークを构成しています。记忆や注意などの认知机能は、このネットワークに支えられています。加齢や脳疾患などで脳の领域间のつながりが変化すると、领域间で情报が正常に伝达されず认知机能が低下することが知られています。脳の活动の计测に使用される机能的磁気共鸣画像(蹿惭搁滨)法を用いて、ヒトの脳活动の时间変动が领域间でどれくらい类似しているか(活动の时间相関)を调べると、领域同士のつながり方を解析できます。このような解析から、高齢者や脳疾患者では、特定の领域间の时间相関が过度に増加または减少し、认知机能が低下する场合があることがわかってきました。过度な増加?减少を正常化すれば、认知机能は回復する可能性があります。しかし,认知トレーニング(暗算など)や薬物治疗などの従来法では、ネットワークの広い范囲に影响を与えるため、特定の领域间の相関に狙いを定めて増加?减少させることは困难でした。

研究グループは、 fMRI装置を使い、特定の領域同士の時間相関を実験参加者に即座に知らせることを繰り返すと、次第につながり方が変化することを2015年に確認しました。今回は、実験参加者を2群に分け、片方の群には相関を増加させる訓練、他方の群では減少させる訓練をしました。訓練の前後で、注意の持続力を検査する課題など、複数の認知課題を行い、认知机能が変化するかを調べました。その結果、相関を増加または減少の両方向に変化させることに成功し、変化の方向に応じて认知机能の変化が異なることを明らかにしました。この結果は応用に向けた大きな前進と言えます。

今回の研究は健常者を対象としましたが、グループは今后、加齢や脳疾患による认知机能低下の回復に役立てるための検讨を行う予定です。

今水教授は「本人の努力に基づく认知机能の回復?维持を効率的に手助けする方法として、高齢化社会で役立てて行きたい」と话します。?このような応用は、神経伦理の専门家や医师とともに慎重に进めて行きます?と続けます。

本研究は、国际电気通信基础技术研究所(础罢搁)脳情报通信総合研究所の山下歩研修研究员と川人光男所长、横浜市立大学附属市民総合医疗センターの早坂俊亮医师との共同で行われました。

论文情报

Yamashita, A., Hayasaka, S., Kawato, M. & Imamizu, H. , "Connectivity neurofeedback training can differentially change functional connectivity and cognitive performance", Cerebral Cortex Online Edition: 2017/08/07 (Japan time), doi:10.1093/cercor/bhx177.
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