佐藤弥 医学研究科特定准教授、河内山隆紀 ATR脳活動イメージングセンタ研究員、魚野翔太 医学研究科特定助教のグループは、健常者を対象として、動的表情を見ている間の脳磁図（MEG）を計測した結果、動的表情を見たときに動的モザイクの場合よりも強く、視覚野の複数の領域（形態や動きの視覚分析に関わる）が150～200ミリ秒というすばやい段階で一斉に活動する様子が捉えました。これらの知見は、心のはたらきがどのような神経ネットワークの時空間ダイナミクスで実現されるかを世界で初めて明らかにするものです。
本研究成果は、2015年7月24日に英科学誌Scientific Reports（サイエンティフィックリポーツ）誌のウェブサイトに速報版として掲載されます。後日、正式版が掲載されます。
研究者からのコメント
表情を処理する脳のしくみを、ミリ秒?ミリメートルという高い时空间分解能で、神経ネットワーク构造として明らかにした研究です。今回の研究成果を基にして、精神疾患における表情コミュニケーションの问题の神経基盘を解明し改善する、といった展开が期待されます。
概要
これまでの机能的磁気共鸣画像法（蹿惭搁滨）を用いた脳画像研究は、表情を処理する神経メカニズムの解明に取り组んできました。しかし、蹿惭搁滨は脳血流という秒単位の间接的な神経活动の指标を计测するため、ミリ秒単位で起こる実际の神経活动の时间変化は不明でした。さらに、表情を処理するために复数の脳部位が情报をやりとりする神経ネットワークの构造も不明でした。
そこで本研究グループは、健常者を対象として、动的表情を见ている间の惭贰骋で计测することで、この问题を検讨しました。惭贰骋は、脳の电磁気信号を计测することで、神経活动をミリ秒単位で明らかにできる计测装置です。この惭贰骋信号の时间情报を、蹿惭搁滨信号の空间情报と统合する最新の电流源再构成法で解析することで、神経活动をミリ秒?ミリメートルという高い时空间分解能で同定しました。さらに、最新の神経ネットワーク解析法である动的因果モデリング法で、ミリ秒単位で変化する神経ネットワークの构造を検讨しました。
その结果、动的表情を见たときに动的モザイクの场合よりも强く、视覚野の复数の领域（形态や动きの视覚分析に関わる）が150～200ミリ秒というすばやい段阶で一斉に活动する様子が捉えられました。动的表情は、300～350ミリ秒の段阶で、下前头回の活动も引き起こしました。下前头回は、他者の运动を自分の运动に结び付ける「ミラーニューロン」があるといわれている部位です。さらに神経ネットワーク解析から、まず视覚野の活动が下前头回の活动を引き起こすという顺方向のネットワークが形成され、200ミリ秒以后に下前头回の活动が视覚野の活动を调整するという逆方向のネットワークが形成されることが解明されました（図）。これらの知见は、动的表情を见たときに、颜の形态や动きなど多様な视覚情报を分析し、表情に共鸣して自分の运动を起こし、自分の运动情报を使って视覚処理を调整する、という心のはたらきが、どのような神経ネットワークの时空间ダイナミクスで実现されるかを世界で初めて明らかにするものです。
动的表情を见たときに起こる脳活动の时间変化。150～200ミリ秒で多様な视覚分析に関わる视覚野の领域が活动し（黒矢印）、300～350ミリ秒に运动実行に関わる下前头回が活动した（白矢印）。
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
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Wataru Sato, Takanori Kochiyama & Shota Uono
"Spatiotemporal neural network dynamics for the processing of dynamic facial expressions"
Scientific Reports 5, Article number: 12432 Published 24 July 2015
