1.7MB - 高知工科大学

平成 27 年度
学士学位論文
fMRI を用いた行動の切り替えに関する
脳活動の検討
Using fMRI to study the neural correlates of
switching behavior
1160313
小影勇太
指導教員
門田宏
2016 年 2 月 26 日
高知工科大学 情報学群
要 旨
fMRI を用いた行動の切り替えに関する脳活動の検討
小影勇太
ヒトは様々な周囲の状況に応じて柔軟にとるべき行動を決定し, 実行している. 特にス
ポーツや対戦競技では攻守の切り替えが勝敗を左右することもあり, 重要な要素であると考
えられる. 行動にともなう脳活動の研究は盛んに行われており, 将棋の攻め・守りの際に活
動する脳領域を特定したという研究報告がある. しかし, 攻めと守りが切り替わる瞬間の脳
活動についての研究はあまり行われていない. そこで, 本研究では fMRI を用いて行動の切
り替えが必要となる鬼ごっこを題材に, タッチの瞬間の脳活動を検討した.
本実験は, MRI 装置の中で被験者は画面上に表示される円形のオブジェクトをジョイス
ティックを用いて操作し, 対戦相手である四角形のオブジェクトと鬼ごっこをした. オブジェ
クトの色はプレイヤーの役割を示し, 白色が逃げ（Escape）, 赤色が鬼（Chase）となり,
タッチ直後に色の切り替わりが起こった（役割が切り替わった）. 撮像開始直後にレスト
（Rest）として黒色の背景に十字の注視点を 30 秒間提示, その後, オブジェクトを表示して
鬼ごっこを 4 分間行い, その後, 再びレストを 30 秒間行った. これを 1 セッションとして,
4 セッション行った. そして, コントロール実験として, タッチがあっても色の切り替わりが
起こらない（役割が切り替わらない）場合の試行を, 被験者が鬼のときを 2 回, 被験者が逃
げのときを 2 回, 同様の実験デザインで行った. 各被験者の実験順序はカウンタバランスを
とった. 解析の結果, 切り替わりなしのタッチの瞬間に比べて, 切り替わりありのタッチの瞬
間では, 視覚連合野と運動前野において有意な差がみられた. 本研究の結果から, 行動の切り
替え時において, 視覚連合野, 運動前野が賦活することが明らかになった. これらの部位が行
動の切り替えに関与していることが示唆された.
–i–
キーワード
fMRI（fuctional Magnetic Resonanse Imaging）, 行動の切り替え, 運動前
野, 視覚連合野
– ii –
Abstract
Using fMRI to study the neural correlates of switching
behavior
Human determines the action according to conditions. This ability is an important
factor because switching of offense and defense sometimes decides victory or defeat.
There are several studies on the neural correlates of action. Previous study reported the
brain areas that related to offense and defense in shogi. However, there are few studies
on brain activities related to the switching between offense and defense. Therefore, I
investigated the neural correlates of switching behavior in a game of tag by using fMRI.
Subjects operated a circular object on the screen by using a joystick. The object of
opponent was a square. Object color indicated the role of player, that is, white color
represented Escape (E) and red color represented Chase (C). The object’s color switched
immediately after touch. Experimental design was that an fixation point was presented
for the first and the last thirty seconds in a session as Rest (R), and a game of tag
was played for four minutes. This session was carried out four times. I also conducted
control experiments which color did not change (the role did not switch), that is, the
same experiments design except that the subjects’ role was only chase or only escape
was conducted two sessions, respectively. The order of condition was counter-balanced.
The result showed that visual association area and premotor cortex are significantly
activated when subjects switched their role compared with when they did not switch
their role. This result suggest that these areas may involve in the switching behavior.
– iii –
key words
fMRI（fuctional Magnetic Resonace Imaging）, switching behavior, pre-
motor area, visual association area
– iv –
目次
第1章
はじめに
1
背景と目的 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
刺激および装置
2
2.1
刺激 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2.2
装置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
実験
5
3.1
被験者 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
3.2
実験手続き . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
3.3
実験デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
解析
7
1.1
第2章
第3章
第4章
4.1
行動データの解析
4.2
fMRI データの解析
4.3
第5章
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
mricron による脳領域の特定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
結果および考察
10
5.1
行動の結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
5.2
fMRI の結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
5.2.1
切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間 . .
11
5.2.2
切り替わりなしの追いかけている間 - 切り替わりなしの逃げている間
12
5.2.3
切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけている間
13
コントラスト別活動領域 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
まとめ
26
5.3
第6章
–v–
目次
謝辞
27
参考文献
28
– vi –
図目次
2.1
Rest の動作画面 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2.2
Escape の動作画面 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2.3
Chase の動作画面 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2.4
MRI 装置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.5
ジョイスティック . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
3.1
実験デザイン
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
5.1
役割の切り替わりあり・なしのタッチ回数（平均と標準偏差） . . . . . . .
10
5.2
逃げ・鬼の持続時間（平均と標準偏差） . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
5.3
切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間 . . . . . .
11
5.4
切り替わりなしの追いかけている間 - 切り替わりなしの逃げている間 . . . .
12
5.5
切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけている間 . . . .
13
– vii –
表目次
5.1
賦活領域（切り替わりありのタッチの瞬間） . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
5.2
切り替わりなしのタッチの瞬間 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
5.3
賦活領域（切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間） 16
5.4
賦活領域（切り替わりありのタッチされた瞬間）
. . . . . . . . . . . . . .
17
5.5
賦活領域（切り替わりありのタッチした瞬間） . . . . . . . . . . . . . . . .
18
5.6
賦活領域（切り替わりありのタッチされた瞬間 - 切り替わりありのタッチし
た瞬間） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.7
19
賦活領域（切り替わりありのタッチした瞬間 - 切り替わりありのタッチされ
た瞬間） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
5.8
賦活領域（切り替わりありの逃げている間） . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
5.9
賦活領域（切り替わりありの追いかけている間）
21
. . . . . . . . . . . . . .
5.10 賦活領域（切り替わりありの逃げている間 - 切り替わりありの追いかけてい
る間） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
5.11 賦活領域（切り替わりありの追いかけている間 - 切り替わりありの逃げてい
る間） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
5.12 賦活領域（切り替わりなしの逃げている間） . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
5.13 賦活領域（切り替わりなしの追いかけている間） . . . . . . . . . . . . . .
24
5.14 賦活領域（切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけてい
る間） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
5.15 賦活領域（切り替わりなしの追いかている間 - 切り替わりなしの逃げている
間） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
– viii –
25
第1章
はじめに
1.1
背景と目的
私たちヒトは周囲の様々な状況に応じて, 柔軟にとるべき行動を決定し実行している. 特
にスポーツや対戦競技では攻守の切り替えが勝敗を左右することもあり, 社会的意義から見
てもヒトの行動メカニズムの解明は重要な研究テーマといえる. 近年, 行動にともなう脳活
動の研究が盛んに進められている. ヒトが行動を実行するまでには, 様々な段階（stage）[1]
があるが, 2015 年, 理化学研究所の田中氏らの研究チームによって, 将棋の攻め・守りそれ
ぞれの局面における, 脳の活動領域を特定したという研究成果が発表された [2]. 同研究に
よると, 攻めの主観的価値に関与しているのが後帯状皮質, 守りの主観的価値に関与してい
るのが前帯状皮質であるという研究成果だった. しかし, バスケットボールのオフェンスと
ディフェンスが切り替わる瞬間などのような, 行動を切り替える瞬間についてはあまり研究
が行われていない. そこで, 本研究では, 行動の切り替えが必要となる鬼ごっこを題材に, 逃
げから鬼, 鬼から逃げといったタッチの瞬間における脳活動を fMRI を用いて撮像し, その
活動領域の特定を目的とした. 本研究では, 行動の切り替えに関する脳活動を検討するため,
fMRI を用いてディスプレイ上で鬼ごっこをしている時の脳活動を撮像した. 本研究の結果
から, 行動の切り替え時において, 視覚連合野, 運動前野が活動することが明らかになった.
これらの領域が行動の切り替えに関与していることが示唆された. また, 鬼の間は二次視覚
野が活動し, 逃げの間は, 中側頭回が活動することが明らかになった.
–1–
第2章
刺激および装置
2.1
刺激
刺激である提示画像は, 被験者が操作する円形のオブジェクトと, 対戦相手である実験者
が操作する四角形のオブジェクトである. オブジェクトの色は役割を示し, 赤色が鬼, 白色
が逃げとなる. 実験の最初と最後にはレスト（Rest）があり, 十字の注視点を提示した. 図
2.1 はレスト（Rest）のときの動作画面, 図 2.2 は被験者が逃げのとき（Escape）の動作画
面, 図 2.3 は被験者が鬼のとき（Chase）の動作画面である.
図 2.1
Rest の動作画面
図 2.2 Escape の動作画面
–2–
図 2.3 Chase の動作画面
2.2 装置
2.2
装置
脳活動の計測には, 高知工科大学脳コミュニケーション研究センターに設備されている
MRI 装置（SIEMENS 社）MAGNETOM Verio 3T を使用した（図 2.4）. 実験プログラ
ムは Microsoft Visual C++（Microsoft 社）で動作させた. オブジェクトの操作にはジョイ
スティック（CURRENT DESIGNS 社）を使用した（図 2.5）. また, 視力の低い被験者は
MRI 装置対応の視力矯正ゴーグルを着用し, 明瞭に提示画像を視認できる状態で実験した.
提示画像はプロジェクターで, 鏡つき頭部用コイルに投射した. MRI 装置のパラメータは以
下のように設定した.
• パラメータ
– 撮像パルスシーケンス：エコープレナー（EPI）法
– エコータイム（TE）
：30 ms
– 繰り返し時間（TR）
：2500 ms
– フリップアングル（FA）
：80 度
– 有効視野（FOV）
：192 mm
– マトリックスサイズ：64 * 64
– スライス厚：3.2 mm
– スライス枚数：38 枚
– 撮像方向：Acending
– ギャップ：25 %
– バンド幅：2056 Hz
– 総ボリューム数：124 枚
– 捨てスキャン：4 枚
–3–
2.2 装置
図 2.5 ジョイスティック
図 2.4 MRI 装置
–4–
第3章
実験
3.1
被験者
本実験の被験者は心身ともに健康である本学の学生, 男性 7 名, 女性 1 名（平均年齢 22
歳）とした. 各被験者は実験前に MRI 装置, 実験内容, 安全性, 個人情報保護についての説
明を受け, 文書にて同意した上で参加した.
3.2
実験手続き
被験者は, MRI 装置の中でジョイスティックを使用し, 画面に表示された円形のオブジェ
クトを操作し, 対戦相手（実験者）である四角形のオブジェクトと鬼ごっこをした. オブジェ
クトの形はプレイヤーの操作するオブジェクトを示しており, 円形が被験者, 四角形が対戦
相手である. オブジェクトの色はプレイヤーの役割を示しており, 白色が逃げ（Escape）,
赤色が鬼（Chase）である. タッチ直後には双方のオブジェクトの色が逆転し, 役割が切り替
わる. また, 本実験ではパフォーマンスデータとして, 被験者と対戦相手のオブジェクトの座
標と, 時間を約 40 msec 毎に記録した.
–5–
3.3 実験デザイン
3.3
実験デザイン
1 セクションの実験時間は 5 分間とした. 実験開始直後と実験終了前に 30 秒間のレスト
があり, 実際に鬼ごっこをする時間は 240 秒間である. レストの間被験者には, 画面中央の
十字の注視点を見てもらい, できるだけ何も考えないようにしてもらった. 実験は 1 人につ
き 8 セッション行った. そのうち, 4 セッションは通常の鬼ごっこを行うが, コントロール実
験として, タッチされても役割が切り替わらず, ずっと逃げが続く鬼ごっこを 2 セッション,
タッチしても役割が切り替わらず, ずっと鬼が続く鬼ごっこを 2 セッション行った. 各被験
者の実験順序は順序効果を相殺するためにカウンタバランスをとった. 図 3.1 は実験デザイ
ンを表したものである. 上から, 切り替わりありの鬼ごっこ, 切り替わりなしの逃げが続く鬼
ごっこ, 切り替わりなしの鬼が続く鬼ごっこを表している.
図 3.1
実験デザイン
–6–
第4章
解析
4.1
行動データの解析
1 セッションあたりの役割の切り替わりあり・なしにおける平均タッチ回数と, 1 セッショ
ンあたりの逃げ・鬼の平均持続時間を求めた.
4.2
fMRI データの解析
解析ツールには, SPM12（Statistical Parametric Mapping）を使用した.
最初に画像変換を行った. MRI 装置の保存形式である DICOM 形式を SPM12 の DICOM
Import により NIfTI 形式に変換した.
次に解析の前処理を行った [3]. NIfTI 形式の画像に対して, SPM12 で（1）Realignment
（2）Slice timing correction（3）Normalisation（4）Smoothing の順で前処理を行った. （1）
Realignment では, 測定中の体の揺れや心拍などによる頭部の動きの補正を行った. （2）
Slice timing correction では, ボリュームの最初のスライスの撮像開始時刻と最後のスライ
スの撮像開始時刻との時間のずれを補正した. （3）Normalisation では, MNI 標準脳に合
致するように標準化した. （4）Smoothing では, これまでの処理によって生じた脳画像の
ノイズを取り除き, 脳の個人差を緩和した.
次に前処理が完了した脳画像データを読み込み, デザインマトリクスの作成を行った. 本
実験では, 役割の切り替わりあり（A）と役割の切り替わりなし（B）に着目し, 実験条件
（condition）を, 被験者がタッチされた瞬間（1）, 被験者がタッチした瞬間（2）, 被験者が
–7–
4.2 fMRI データの解析
逃げている間（3）, 被験者が追いかけている間（4）とした. コントラストは以下の 15 種類
を検討した.
1. 切り替わりありのタッチの瞬間（A1） + （A2）
2. 切り替わりなしのタッチの瞬間（B1） + （B2）
3. 切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間
4. 切り替わりありのタッチされた瞬間（A1）
5. 切り替わりありのタッチした瞬間（A2）
6. 切り替わりありのタッチされた瞬間 - 切り替わりありのタッチした瞬間
7. 切り替わりありのタッチした瞬間 - 切り替わりありのタッチされた瞬間
8. 切り替わりありの逃げている間（A3）
9. 切り替わりありの追いかけている間（A4）
10. 切り替わりありの逃げている間 - 切り替わりありの追いかけている間
11. 切り替わりありの追いかけている間 - 切り替わりありの逃げている間
12. 切り替わりなしの逃げている間（B3）
13. 切り替わりなしの追いかけている間（B4）
14. 切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけている間
15. 切り替わりなしの追いかけている間 - 切り替わりなしの逃げている間
最後に集団解析を行った. 有意水準 p < 0.001 とした.
–8–
4.3 mricron による脳領域の特定
4.3
mricron による脳領域の特定
mircron を用いて, SPM で求めた MNI 座標から, AAL（Automated Anatomical Labeling）と Brodmann area を求めた.
–9–
第5章
結果および考察
5.1
行動の結果
切り替わりありと切り替わりなしそれれぞれの 1 セクション当たりのタッチ回数を図 5.1
に示す. タッチの回数につてい, 対応のある t 検定を行ったところ, 有意な差はみられなかっ
た（p = 0.25）. 逃げと鬼それぞれの 1 セッション当たりの持続時間を図 5.2 に示す. 持続時
間について, 対応のある t 検定を行ったところ, 有意な差は見られなかった（p = 0.22）従っ
て, パフォーマンスによるデータの分散はないと示唆された.
図 5.1
役割の切り替わりあり・な
しのタッチ回数（平均と標準偏差）
図 5.2
– 10 –
逃げ・鬼の持続時間（平均と標準偏差）
5.2 fMRI の結果
5.2
5.2.1
fMRI の結果
切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間
解析の結果, 切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間では, 運動
前野と, 視覚連合野において有意な差がみられた（図 5.3）. 運動前野が活動した理由は, 運
動のプランを形成する機能 [4] が報告されていることから, 切り替わりの瞬間に新たな動作
の計画を形成し, 柔軟に行動の切り替えを行ったことが示唆された. 視覚連合野が活動した
理由は, 広域的な動きを処理する機能が報告されていることから, 切り替わりの瞬間に被験
者の見る対象が変化したことが示唆された.
図 5.3
切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間
– 11 –
5.2 fMRI の結果
5.2.2
切り替わりなしの追いかけている間 - 切り替わりなしの逃げてい
る間
解析の結果, 切り替わりなしの追いかけている間 - 切り替わりなしの逃げている間では,
二次視覚野において有意な差がみられた（図 5.4）. 二次視覚野は, 注視している視覚対象が
あるときに活動することが報告されていることから, 鬼の時に, 相手のオブジェクトを常に
注視していたことが示唆された.
図 5.4
切り替わりなしの追いかけている間 - 切り替わりなしの逃げている間
– 12 –
5.2 fMRI の結果
5.2.3
切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけてい
る間
解析の結果, 切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけている間では,
中側頭回において有意な差がみられた（図 5.5）. 中側頭回の正確な機能はまだ知られてい
ないが, 距離の認知に関与していることが報告されていることから, 実験においては, 被験者
は逃げるとき, 対戦相手のオブジェクトと, 自身のオブジェクトとの距離をとるような行動
をするため, 中側頭回が活動したと示唆された.
図 5.5
切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけている間
– 13 –
5.3 コントラスト別活動領域
5.3
コントラスト別活動領域
下記の表はコントラスト別に活動領域をまとめたものである. 活動領域は AAL とブロー
ドマンと MNI 座標で表記した. なお, クラスターの有意水準は（p < 0.05, uncorrected）と
した. また, 有意水準に満たないものは, クラスターサイズが 10 以上の領域を有意な活動領
域とした.
1. 表 5.1 は切り替わりありのタッチの瞬間
2. 表 5.2 は切り替わりなしのタッチの瞬間
3. 表 5.3 は切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間
4. 表 5.4 は切り替わりありのタッチされた瞬間
5. 表 5.5 は切り替わりありのタッチした瞬間
6. 表 5.6 は切り替わりありのタッチされた瞬間 - 切り替わりありのタッチした瞬間
7. 表 5.7 は切り替わりありのタッチした瞬間 - 切り替わりありのタッチされた瞬間
8. 表 5.8 は切り替わりありの逃げている間
9. 表 5.9 は切り替わりありの追いかけている間
10. 表 5.10 は切り替わりありの逃げている間 - 切り替わりありの追いかけている間
11. 表 5.11 は切り替わりありの追いかけている間 - 切り替わりありの逃げている間
12. 表 5.12 は切り替わりなしの逃げている間
13. 表 5.13 は切り替わりなしの追いかけている間
14. 表 5.14 は切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけている間
15. 表 5.15 は切り替わりなしの追いかけている間 - 切り替わりなしの逃げている間
– 14 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.1 賦活領域（切り替わりありのタッチの瞬間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Supp Motor Area L(32)
-2
14
52
Supp Motor Area R(6)
8
14
52
Frontal Inf Orb R(47)
30
26
-6
Insula R(47)
38
20
-10
Insula L(48)
-42
16
-4
Insula L(47)
-32
24
-4
Insula L(48)
-34
20
14
Precuneus R(19)
24
-60
30
Parietal Inf L(40)
-32
-48
40
Fusiform L(37)
-34
-54
-12
Lingual L(37)
-24
-42
-4
Fusiform L(37)
-44
-58
-16
Temporal Sup L(48)
-58
-36
24
Temporal Sup L(48)
-52
-34
34
Parietal Inf L(40)
-48
-38
40
Calcarine L(18)
-18
-62
16
Cuneus L(18)
-16
-68
22
Calcarine L(19)
-22
-62
6
ParaHippocampal R(37)
24
-32
-8
Frontal Inf Tri R(48)
36
24
26
– 15 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.2 切り替わりなしのタッチの瞬間
MNI 座標
Area(Brodmann)
表 5.3
x
y
z
Occipital Mid R(19)
42
-80
10
Temporal Mid R(39)
52
-70
14
Lingual R(37)
26
-52
-2
Precuneus R(27)
16
-40
4
Temporal Mid R(20)
54
-22
-10
Fusiform L(30)
-22
-40
-12
Insula R(47)
38
16
-8
Cerebelum 3 R
18
-30
-22
Insula R(47)
38
16
-8
賦活領域（切り替わりありのタッチの瞬間 - 切り替わりなしのタッチの瞬間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Occipital Mid L(19)
-28
-64
22
Precentral L(6)
-32
0
42
– 16 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.4 賦活領域（切り替わりありのタッチされた瞬間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Occipital Sup R(7)
22
-62
36
Precuneus R(7)
12
-62
40
Parietal Inf L(40)
-30
-46
42
Insula L(47)
-30
26
0
Insula L(48)
-36
14
12
Supp Motor Area L(32)
-4
12
52
Supp Motor Area R(32)
4
14
52
Fusiform R(30)
18
-40
-12
Fusiform L(37)
-34
-54
-10
Fusiform L(37)
-44
-58
-16
– 17 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.5
賦活領域（切り替わりありのタッチした瞬間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Frontal Inf Oper L(44)
-46
4
26
Rolandic Oper L(48)
-46
-14
26
Postcentral L(43)
-54
-10
28
Fusiform L(37)
-30
-48
-12
Lingual L(37)
-24
-50
-4
ParaHippocampal R(27)
22
-36
-4
Lingual R(19)
24
-54
4
Parietal Inf L(40)
-52
-34
44
SupraMarginal L(48)
-58
-36
26
Insula L(48)
-42
18
0
Insula L(48)
-40
6
-4
Postcentral L(22)
-66
-20
18
Postcentral L(48)
-60
-8
16
SupraMarginal L(48)
-64
-22
28
Frontal Inf Tri R(48)
42
28
20
Postcentral R(43)
54
-4
24
Paracentral Lobule L(4)
-8
-34
68
– 18 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.6 賦活領域（切り替わりありのタッチされた瞬間 - 切り替わりありのタッチした瞬間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Rolandic Oper R(48)
42
-20
24
Rolandic Oper R(48)
50
-18
20
Rolandic Oper R(48)
52
-26
24
表 5.7 賦活領域（切り替わりありのタッチした瞬間 - 切り替わりありのタッチされた瞬間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Temporal Mid L(22)
-64
-40
6
Temporal Mid L(37)
-64
-48
-10
Frontal Sup Medial L(10)
-10
62
26
Frontal Sup Medial L(10)
-14
68
4
Frontal Sup Medial L(10)
-2
66
12
Frontal Med Orb L(11)
2
60
-10
Frontal Med Orb L(10)
2
64
0
Cingulum Mid R(34)
2
-44
34
Precuneus L(23)
-4
-58
28
Cingulum Mid L(23)
-4
-28
40
Frontal Mid Orb L(46)
-46
50
-4
Frontal Inf Orb R(47)
50
38
-12
Frontal Inf Orb L(45)
-52
28
-2
– 19 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.8 賦活領域（切り替わりありの逃げている間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Precentral L(6)
-40
-6
60
Precuneus L(5)
-12
-48
64
Supp Motor Area R(6)
14
-2
54
Frontal Mid R(9)
26
36
40
Frontal Mid R(9)
32
34
48
SupraMarginal R(48)
56
-28
26
Temporal Sup R(42)
62
-30
16
Postcentral R(43)
56
-16
34
Insula R(48)
44
4
6
Frontal Mid L(46)
-34
42
32
Temporal Inf R(20)
60
-20
-26
Frontal Inf Tri R(45)
56
26
0
Frontal Inf Oper R(48)
48
16
0
– 20 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.9 賦活領域（切り替わりありの追いかけている間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Precentral L(6)
-40
-6
62
Postcentral L(2)
-46
-36
56
Frontal Sup R(6)
24
-4
54
SupraMarginal R(40)
44
-34
42
Postcentral R(3)
46
-22
34
Insula L(48)
-38
-4
14
Insula L(48)
-44
0
6
Paracentral Lobule R(4)
4
-28
76
Paracentral Lobule L(4)
-6
-28
72
Precentral L(6)
-54
0
34
Temporal Inf R(20)
60
-20
-24
Temporal Inf R(20)
52
-28
-26
Temporal Inf R(20)
54
-12
-32
SupraMarginal R(48)
60
-26
26
Temporal Sup R(42)
60
-32
16
– 21 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.10 賦活領域（切り替わりありの逃げている間 - 切り替わりありの追いかけている間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Temporal Mid R(37)
46
-62
6
Temporal Mid R(21)
50
-50
0
Cerebelum Crus1 L
-20
-70
-26
Cerebelum 6 L
-34
-56
-22
Temporal Inf R(37)
50
-56
-22
Temporal Inf R(37)
52
-60
-14
Cerebelum 6 R
36
-72
-20
Temporal Mid L(37)
-50
-64
-2
Temporal Inf L(37)
-58
-58
-8
Insula R(48)
34
14
16
Insula R(48)
36
26
8
Lingual L(18)
-18
-78
0
Occipital Mid L(19)
-36
-80
16
Insula L(48)
-26
24
12
Postcentral R(3)
28
-38
68
Precuneus R(5)
6
-54
66
Postcentral R(2)
16
-42
62
Temporal Sup R(42)
62
-34
18
Postcentral R(22)
66
-16
18
SupraMarginal R(48)
58
-26
22
Occipital Sup R(19)
24
-66
32
Occipital Sup R(7)
22
-62
40
Parietal Sup R(7)
16
-64
50
Cingulum Mid L(32)
-12
6
44
Cingulum Mid R(24)
8
2
46
Parietal Sup L(1)
-24
-44
70
Precuneus L(5)
-8
-48
58
Frontal Mid R(46)
32
50
34
Frontal Mid R(46)
40
44
32
Frontal Sup R(46)
26
46
20
Supp Motor Area R(6)
16
2
68
Frontal Sup R(6)
24
2
60
– 22 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.11 賦活領域（切り替わりありの追いかけている間 - 切り替わりありの逃げている間）
Area(Brodmann)
MNI 座標
x
y
z
なし
表 5.12
賦活領域（切り替わりなしの逃げている間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Postcentral L(3)
-30
-36
64
Lingual R(18)
10
-66
-10
Frontal Sup L(6)
-24
-8
52
Temporal Inf R(20)
52
-28
-20
Insula L(48)
-36
16
0
Temporal Sup R(48)
58
-32
24
Rolandic Oper L(48)
-44
-28
16
Fusiform R(19)
48
-66
-18
– 23 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.13
賦活領域（切り替わりなしの追いかけている間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
x
y
z
Postcentral L(3)
-26
-34
62
Precentral L(6)
-22
-12
56
Precentral L(6)
-48
2
44
Precentral L(6)
-54
2
36
Precentral L(6)
-44
-6
44
Temporal Sup L(48)
-42
-32
16
Rolandic Oper L(48)
-46
-24
18
Temporal Pole Sup L(48)
-58
10
0
Rolandic Oper L(48)
-60
2
4
Rrontal Inf Oper L(48)
-48
6
8
Insula L(48)
-36
16
2
Frontal Inf Oper R(44)
52
10
26
Frontal Inf Oper R(44)
50
10
18
Tempporal Sup R(42)
60
-32
20
Insula R(48)
46
8
6
Frontal Inf Oper R(48)
54
12
6
Insula R(48)
48
18
-4
Frontal Mid R(9)
30
42
36
Frontal Mid R(46)
28
50
30
Frontal Mid R(46)
30
34
28
– 24 –
5.3 コントラスト別活動領域
表 5.14 賦活領域（切り替わりなしの逃げている間 - 切り替わりなしの追いかけている間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
表 5.15
x
y
z
Temporal Mid R(21)
62
-2
-26
Temporal Mid R(21)
56
2
-20
Temporal Pole Sup R(21)
50
8
-18
賦活領域（切り替わりなしの追いかている間 - 切り替わりなしの逃げている間）
MNI 座標
Area(Brodmann)
Cuneus L(18)
x
y
z
-6
-88
20
– 25 –
第6章
まとめ
本研究では, 行動の切り替えに関する脳活動を検討するため, fMRI を用いてディスプレイ
上で鬼ごっこをしている時の脳活動を撮像した. 本研究の結果から, 行動の切り替え時にお
いて, 視覚連合野, 運動前野が活動することが明らかになった. これらの領域が行動の切り替
えに関与していることが示唆された. また, 鬼の間は二次視覚野が活動し, 逃げの間は, 中側
頭回が活動することが明らかになった.
– 26 –
謝辞
本研究の遂行と論文作成にあたり, 手厚いご指導いただきました高知工科大学 情報学群
門田宏准教授に, 心より感謝し, 厚くお礼申し上げます. また, 本研究の副査を担当していた
だきました高知工科大学 情報学群 中原潔教授, 任向實教授に深くお礼申し上げます. 最後
に, 本研究にご協力いただきました, 高知工科大学 身体情報サイエンス研究室 関係者各位に
心から感謝いたします.
– 27 –
参考文献
[1] Richard A. Schmidt（調枝孝治 Trans.）, “運動学習とパフォーマンス”, 大修館書店,
1994.
[2] Xiaohong Wan, Kang Cheng, Keiji Tanaka, ”Neural encoding of opposing strategy
values in anterior and posterior cingulate cortex”, Nature Neuroscience, 18, pp.752759, 2015.
[3] 菊池吉晃, 妹尾淳史, 安保雅博, 渡邉修, 米本恭三 , “SPM8 脳画像解析マニュアル-fMRI,
拡散テンソルへの応用”, 医歯薬出版株式会社, 2012.
[4] Eric R. Kandel, James H. Schwartz, Thomas M. Jessell, Steven A. Siegelbaum, A.
J. Hudspeth（金澤一郎, 宮下保司 Trans.）, “カンデル神経科学”, メディカル・サイエ
ンス・インターナショナル, 2014.
– 28 –