ワーキングメモリにおけるイメージ操作に関わるシータ波位相同期 (ヒューマン情報処理)  [in Japanese] Theta phase synchronization for manipulation of representation in working memory  [in Japanese]

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Author(s)

    • 川崎 真弘 KAWASAKI Masahiro
    • 筑波大学大学院システム情報工学研究科知能機能システム専攻:独立行政法人理化学研究所BSI-トヨタ連携センター脳イズム情報処理連携ユニット:独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター脳信号処理研究チーム Department of Intelligent Interaction Technology, Graduate School of Systems and Information Engineering, University of Tsukuba:Rhythm-based Brain Information Processing Unit, RIKEN BSI-TOYOTA Collaboration Center
    • 北城 圭一 KITAJO Keiichi
    • 独立行政法人理化学研究所BSI-トヨタ連携センター脳イズム情報処理連携ユニット:独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター脳信号処理研究チーム Rhythm-based Brain Information Processing Unit, RIKEN BSI-TOYOTA Collaboration Center
    • 山口 陽子 YAMAGUCHI Yoko
    • 独立行政法人理化学研究所脳科学総合研究センター神経情報基盤センター Laboratory for Advanced Brain Signal Processing, RIKEN Brain Science Institute

Abstract

ワーキングメモリにはイメージの短期保持に加え、そのイメージ操作も含まれる。従来研究より、保持には大脳皮質感覚連合野が、操作には前頭連合野が主に関係することが示されている。しかしこれらの各脳部位間のダイナミックな関係性については不明な点が多かった。そこで我々は、視覚・聴覚イメージ操作課題遂行時の脳波データについて時間-周波数解析を行った。視覚イメージ操作時には前頭連合野と視覚野が、聴覚イメージ操作時には前頭連合野と聴覚野がシータ波で位相同期した。さらに両イメージを保持している間に一方だけの操作を要求した条件では、操作を行ったイメージについての感覚野と前頭連合野のみが位相同期した。以上の結果は、ワーキングメモリ操作に、そのイメージ保持に関係する感覚野と操作機構である前頭連合野を結び付けるシータ波の位相同期が重要であることを示唆する。

Mental manipulation of working memory is associated with the brain synchronization between frontal regions for the executive function and each sensory region. However, it is not clear about whether the synchronization is associated with manipulation or maintenance. Here, we recorded EEG data during performing auditory and visual WM tasks and compared the theta synchronizations when subjects performed either auditory or visual manipulations in separate WM tasks, or performed both two manipulations in the same WM task. The time-frequency EEG analyses revealed significant fronto-temporal theta phase synchronization during auditory manipulation in both auditory and auditory/visual WM tasks, but not during visual manipulation tasks. In contrast, the significant fronto-parietal theta phase synchronization was observed during visual manipulation tasks, but not during auditory manipulation tasks. Moreover, we observed significant synchronization in both the fronto-temporal and fronto-parietal theta signals during simultaneous auditory/visual manipulations. These findings suggest the importance of theta synchronization in manipulation but not in maintenance of WM.

Journal

  • Technical report of IEICE. HIP

    Technical report of IEICE. HIP 114(68), 1-5, 2014-05-29

    The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110009903777
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN10487237
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    0913-5685
  • NDL Article ID
    025513901
  • NDL Call No.
    Z16-940
  • Data Source
    NDL  NII-ELS 
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