【研究領域課題番号】18K13104 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発達 / 乳児 / 新生児 / シミュレーション / ダイナミクス / 運動 / 感覚 / 感覚運動ダイナミクス / 筋骨格 / 身体性 / 感覚運動 / 運動発達

【研究成果の概要】

本研究では、運動感覚計測技術の開発・解析手法の提案・発達個人差の理解を通した発達理論の検証を目標に、①新生児・乳児の詳細な関節運動計測、②個人差を反映する身体モデル作成、③乳児運動における運動出力/感覚入力の推定、④脳モデルを利用した運動感覚統合シミュレーションによる皮質上情報構造の変化の検証、⑤ニューラルネットワークを併用した感覚運動予測ベースの発達モデル提案を遂行した。

【研究の社会的意義】

ヒトの発達過程には環境や遺伝、その他さまざまな要因が影響することが分かってきている一方で、個人差が発達過程にどのように影響するか、あるいはその過程でどのように個人差が形成されていくのかは明らかにされていない。本研究では身体形状やサイズ、体重などの個人的特徴が新生児から乳児期の早い段階で感覚運動統合過程にどのように影響しうるのかを計測実験およびシミュレーションを併用することで検証可能とした。検証の結果、脳構造だけでなく身体パラメータが骨格筋間の感覚運動入出力や大脳皮質上の情報構造に影響することが分かった。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【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)