【研究分野】基盤・社会脳科学

【研究領域課題番号】26242086 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発達 / 脳 / 睡眠 / 乳児 / 脳波 / NIRS / ネットワーク

【研究成果の概要】

睡眠時の乳児における脳の機能的ネットワークの発達を調べる研究を行った。生後２ヶ月および３ヶ月児を対象とし、睡眠中の脳活動の計測を行った。昼間に研究室に来訪した乳児が自然に入眠した状態で、脳の広い領域をカバーする94チャンネルNIRSを装着した。また、睡眠状態(sleep state)を計測するために、脳波および眼電計測用の電極を装着した。睡眠中の体動等の行動をビデオで観察しながら、約 20分程度の計測を行った。計測終了後、脳波・眼電および行動より、30秒ごとに睡眠を動睡眠と静睡眠とに分類した。NIRSによって得られた酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの相対的濃度変化に関する時系列データに関して、５分以上同一の睡眠状態が継続するエポックを抽出し、機能的ネットワークの指標として、すべてのチャンネル間の時間相関や位相同期の計算を行った。睡眠状態に応じた機能的ネットワークの変化に着目した分析を行った。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2015-03-31

【配分額】15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)

【研究分野】生命・健康・医療情報学

【研究領域課題番号】26220004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生命情報 / ダイナミクス / 脳 / 発達 / 胚発生 / 乳児 / fNIRS / MRI / 胎児 / 睡眠 / NIRS / 複雑系 / ネットワーク / 新生児 / 形態形成

【研究成果の概要】

ヒトの脳の形態形成から行動生成に至る初期発達のダイナミクスの解明を目指した。胚子・胎児標本のMR顕微鏡画像、CT画像、連続組織切片画像等から、脳の三次元情報を抽出し、形態形成の基本的な現象を明らかにした。新生児期のfNIRS計測で、血液酸素化動態と脳の自発活動の発達を鋭敏に示す指標を発見した。乳児期のfNIRSや脳波の計測より、睡眠覚醒によって変化する機能的ネットワークや感覚処理の基本性質を明らかにした。脳の自発活動の起源、皮質の折れ畳みと神経活動の共依存的発達、反応拡散系と神経回路網を包含する理論的枠組みを提案した。

【研究の社会的意義】

世界的にも貴重な胎児標本群を用い、脳構造の三次元情報を抽出することで、脳の初期の形態形成の基本的な理解に大きく寄与した。新生児・乳児のfNIRS計測を行い、自発活動に関連する新たな指標や現象の発見により、脳の生理学的発達、睡眠や知覚処理の発達の理解に貢献した。脳の構造や活動の発達機構のダイナミクスを理論的に理解するモデルを提案し、ヒトの脳の発達を理解するための理論的枠組みを提示し、これまで交流の少なかった研究領域を融合して新たな研究領域を開拓した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31

【配分額】191,880千円 (直接経費: 147,600千円、間接経費: 44,280千円)

【研究分野】認知科学

【研究領域課題番号】20670001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

進化・発達 / 発達脳科学 / 複雑系 / 身体 / 発達 / 脳 / 運動 / 知覚 / ニューロイメージング / ネットワーク / 発達障害 / 言語 / 音楽 / 大脳皮質 / 自発活動 / 視線 / 乳児 / 視聴覚 / 睡眠 / U字型 / 近赤外分光法 / 神経ネットワーク / 自発運動 / 学習 / 脳機能イメージング

【研究成果の概要】

乳児期の脳と身体の活動が示す動的特徴は、認知発達の重要な拘束条件であると考えられる。本研究では、NIRSによる脳機能イメージングにより、視聴覚や言語に関わる脳の機能領域とネットワークの初期発達過程を明らかにした。また、自発運動を通じた認知的行動の変化や、自発運動と長期的発達の予後と関連を示す現象を提示した。発達における領域一般性と固有性、多重な時間スケールでの発展、予測性の発現等の理解に貢献した。

【研究種目】若手研究(S)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】104,000千円 (直接経費: 80,000千円、間接経費: 24,000千円)