ヒトとサルで「社会脳」の機構や進化を調べる次世代ハイパースキャニング脳波計の開発

开发下一代超扫描脑电图以研究人类和猴子“社交大脑”的机制和进化

基本信息

批准号：
22K18644
负责人：
伊藤浩介
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

動物としての“ヒト”は、自己や他者の認知に関わる社会脳とよばれる高次な脳機能を進化で獲得し、豊かな社会性を持つ“人間”となった。社会脳は個と個をつなぐ脳機能なので、ひとりひとりを個別に調べても分からないことが必ず残る。そこで、ハイパースキャニング法が考案された。これは通常２台の脳機能画像装置で、同時に複数の被験者の脳活動を測定するものだが、考案から20年が経ち、成果には頭打ちも見られる。本研究は、この方法論を不連続的に飛躍的に発展させる新設計の脳波計を開発する。革新性は、以下の通りである。１）小型でウェアラブルな無線装置のため、屋外など自然な社会場面で使用できる。２）何台にでも拡張できる。３）実験者が用意した刺激だけでなく、被験者の突発的で自発的な発話や表情などへの脳反応を、事象関連電位として解析できる。４）サルに装着することで、社会脳の進化を調べるほか、薬物投与や光遺伝学的な研究への道が開ける。こうした突出した強みのある方法論を開発し、社会脳の研究にブレークスルーをもたらすことを目的とする。しかし研究の初年度に、サルの実験を行う予定であった共同研究者が、サルを飼育をしていない教育研究施設に異動となった。これにより、研究体制の再構築に時間がかかったが、新しく分担研究者を加えることにより、当初の想定に近い共同研究体制を整えることができた。また、その間に２つの準備を行なった。一つは、本研究の開発目的である「音声録音機能付きの小型脳波ロガー」の１号機を製作し、ゲイン調整を行なった。もう一つは、齧歯類の無侵襲脳波記録法の開発である。「音声録音機能付きの小型脳波ロガー」を適用する対象として、サル以外に齧歯類を含めることを想定して、マウスの頭皮上無侵襲脳波記録の方法論を開発し、聴覚誘発電位の記録に成功した。

人类作为动物，经过进化获得了一种高级大脑功能，称为社交脑，参与对自我和他人的认知，成为具有丰富社交技能的人类。社交大脑是连接个体的大脑功能，所以即使我们单独检查每个人，也总会有我们不明白的事情。因此，设计了超扫描方法。这通常涉及两个功能性大脑成像设备，同时测量多个受试者的大脑活动，但自其发明以来已经过去了 20 年，结果似乎已经达到了一个平台期。这项研究将开发一种新设计的脑电图仪，它将极大地推进这一方法。其创新点如下。 1）由于它是一款小型可穿戴无线设备，因此可以在户外等自然社交场合使用。 2) 可扩展到任意数量的设备。 3）大脑不仅对实验者准备的刺激做出反应，而且对受试者突然自发的言语和面部表情的反应都可以分析为事件相关电位。 4）通过将其附着在猴子身上，不仅可以研究社会性大脑的进化，还可以为药物管理和光遗传学研究打开大门。其目的是开发一种具有如此突出优势的方法论，并为社会大脑的研究带来突破。然而，在研究的第一年，原定在猴子身上进行实验的联合研究员被调到了一个不饲养猴子的教育研究机构。因此，重建研究体系需要时间，但通过增加新的联合研究人员，我们能够创建一个更接近我们最初设想的联合研究体系。这期间，做了两件事准备。首先，我们制作了本研究的开发目标第一台“具有录音功能的小型脑电图记录仪”，并调整了增益。另一个项目是开发一种用于啮齿动物的非侵入性脑电图方法。我们开发了一种在小鼠头皮上进行无创脑电图记录的方法，假设“具有录音功能的小型脑电图记录仪”将应用于猴子以外的啮齿类动物，并用它来记录听觉诱发电位。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

霊長類の無侵襲脳波記録で探るヒト脳機能の進化

利用灵长类动物的非侵入性脑电图记录探索人类大脑功能的进化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤浩介
通讯作者：
伊藤浩介

霊長類の無侵襲脳波記録で探るヒト脳機能の進化

利用灵长类动物的非侵入性脑电图记录探索人类大脑功能的进化

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤浩介
通讯作者：
伊藤浩介

Human brain evolution accompanied a prolongation of cerebral cortical sensory processing time: a non-invasive auditory evoked potential study in four primate species.

人类大脑的进化伴随着大脑皮层感觉处理时间的延长：对四种灵长类动物的非侵入性听觉诱发电位研究。

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kosuke ITOH1 Naho KONOIKE; Masafumi NEJIME; Haruhiko IWAOKI; Hironaka IGARASHI; Satoshi HIRATA; Katsuki NAKAMURA
通讯作者：
Katsuki NAKAMURA