連携MRI研究施設

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連携MRI研究施設

人と社会の未来研究院では、日本学術振興会最先端研究基盤事業による支援を受け、2012年3月(組織改編前・旧こころの未来研究センター)に連携MRI研究施設を開設しました。脳機能研究を推進するための超高磁場MRI装置に加え、MRI装置内外の実験参加者間のインタラクションを実現するコミュニケーション信号仲介中継システムや、複数のサイエンスキャビン(防音室)といった、充実した実験環境が整っています。認知神経科学分野における先端的な研究での利用のみならず、教育やアウトリーチ活動でも幅広く利用されています。

設備概要

人と社会の未来研究院連携MRI研究施設では、SIEMENS社製3T-MRI装置「Magnetom Verio」が導入されており、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を中心とした、脳機能画像実験のための設備が整っています。実験刺激呈示用設備については、視覚刺激・聴覚刺激を呈示するための専用PCが導入されており、MRI装置からの同期信号や被験者の反応を記録するための設備を構築しています。
なお複数のinterfaceを準備することで、外部からの持ち込みPCによる実験も簡便に実施できるよう、汎用性に配慮しています。
また、当施設の特徴的な設備として、コミュニケーション信号仲介中継システムが導入されています。このシステムはMRI装置内の被験者の表情・視線を記録するだけではなく、MRI装置外の被験者とのリアルタイムでのinteractionに伴う脳活動を描出することも可能な設備です。
なお施設内には、MRI実験の前後に実施する多様な心理実験・行動実験のための防音室が2台設置されています。優れた遮音性能を有しており、統制された環境下での実験を行うことが可能となっています。

  • 連携MRI研究施設が設置されている南部総合研究1号館の外観

  • SIEMENS社製3T-MRI装置「Magnetom Verio」

  • コミュニケーション信号仲介中継システム

  • 連携MRI研究施設内に設置されている防音室

運用体制

認知神経科学を専門とする阿部修士教授を中心に、複数の研究スタッフが連携MRI研究施設の運営を担っています。また、人と社会の未来研究院のみならず、学内の複数の部局の研究者によって構成される運営委員会と安全委員会を設置しています。運営委員会ではMRI施設の運営方針全般とMRI設備の利用方法についての議論を継続的に行っています。安全員会では研究課題の安全性の審査を行うと共に、施設の安全管理のためのルール策定を行っています。

当施設では各研究者がスムーズにMRIを利用できるよう、利用上のルール等をまとめたガイドラインを作成しています。利用者はガイドラインをもとに、倫理審査の承認を経た研究プロジェクトの安全審査申請書を、当施設の事務局に提出します。各申請については、安全委員会で迅速に審査を行うことで、円滑な共同利用を実現しています。また、施設利用者に対しては事前に安全講習会の受講を義務付け、実験の際に安全面に最大限の注意を払うよう周知徹底しています。

施設スタッフ

現在、下記のメンバーで連携MRI研究施設の維持管理を担当しています。

  • 教員

    阿部修士教授

    中井隆介特定准教授

    上田竜平助教

  • 研究員

    松本奈々恵

    浅野孝平

    寺尾真紀

研究利用

連携MRI研究施設では2023年度末までに、計136件の研究プロジェクトでの利用申請を受け付けており、多くの研究者によって幅広く利用されています。国内外での学会・研究会においては、当施設のMRI装置を用いた研究成果の発表が、150件以上行われています。
また、英語の原著論文として報告された成果としては、現在までに計63篇の論文が出版されておりNeuroimageやCerebral Cortex、Psychological ScienceやJournal of Experimental Psychology: Generalといった神経科学・心理学分野における著名なジャーナルのみならず、PNASやScience Advancesといったハイインパクトジャーナルにも論文が掲載されています。今後も研究者の積極的な利用を促すと共に、先端的な研究成果を発信するための環境を維持してきたいと考えています。

教育利用

当施設では独自の教育事業を継続的に実施しています。具体的には、初心者を対象としたfMRI体験セミナー、データ解析の経験者を対象としたfMRI解析セミナー、神経科学の集中的な講義を行う脳科学集中レクチャーを定期的に行っています。
fMRI体験セミナーでは、主に学内の大学院生・学部生・研究員を対象に、脳機能画像研究についてのレクチャーを行うと共に、MRIを用いた実験を体験してもらい、自分の脳のデータを解析する機会を提供しています。
fMRI解析セミナーでは、先端的な画像解析の講義と実習で構成されており、参加者それぞれが持参したPCを用いて、自ら手を動かしながらデータ解析のトレーニングを行っています。
脳科学集中レクチャーでは、学内外から広く受講者を募り、2日間にわたって第一線の講師から、神経科学の基礎知識から最新の研究成果を網羅した講義を提供しています。
今後も継続してMRIユーザーの裾野を広げつつ、最先端の知識・技術を習得するための教育事業を、学内外の研究者の協力も得ながら実施していく予定です。

なお、当施設のMRI装置は平時の学部・大学院教育でも有効活用されており、これまでに学部学生・大学院生を対象とした複数の授業でMRI装置の見学が実施されています。高校生による見学など、アウトリーチの機会にも広く活用しています。

出版論文一覧

  • 1. Cheng FL, Horikawa T, Majima K, Tanaka M, Abdelhack M, Aoki SC, Hirano J, Kamitani Y (2023)
    Reconstructing visual illusory experiences from human brain activity.
    Science Advance 9(46): eadj390

  • 2. Ho JK, Horikawa T, Majima K, Cheng F, Kamitani Y (2023)
    Inter-individual deep image reconstruction via hierarchical neural code conversion.
    Neuroimage 271: 120007.

  • 3. Mihara M, Izumika R, Tsukiura T (2023)
    Remembering unexpected beauty: Contributions of the ventral striatum to the processing of reward prediction errors regarding the facial attractiveness in face memory.
    Neuroimage 282:120408

  • 4. Sato W, Nakazawa A, Yoshikawa S, Kochiyama T, Honda M, Gineste Y (2023)
    Behavioral and neural underpinnings of empathic characteristics in a Humanitude-care expert.
    Frontiers in Medicine 10: 1059203.

  • 5. Fukumoto Y, Taniguchi M, Hirono T, Yagi M, Yamagata M, Nakai R, Yamada Y, Kimura M,Ichihashi N (2023)
    Association of Regional Muscle Thickness and Echo Intensity with Muscle Volume, Intramuscular Adipose Tissue, and Strength of the Quadriceps Femoris.
    Clinical Interventions in Aging 18: 1513-1521

  • 6. Chester SC, Ogawa T, Terao M, Nakai R, Abe N, De Brito SA (2023)
    Cortical and subcortical grey matter correlates of psychopathic traits in a Japanese community sample of young adults: Sex and configurations of factors’ level matter!
    Cerebral Cortex 33: 5043-5054

  • 7. Diaz-Rojas F, Matsunaga M, Tanaka Y, Kikusui T, Mogi K, Nagasawa M, Asano K, Abe N, Myowa M (2023)
    Development of the paternal brain in humans throughout pregnancy
    Journal of Cognitive Neuroscience 35 (3): 396-420

  • 8. Hsu CT, Sato W, Kochiyama T, Nakai R, Asano K, Abe N, Yoshikawa S (2022)
    Enhanced mirror neuron network activity and effective connectivity during live interaction among female subjects
    Neuroimage 263: 119655

  • 9. Takeuchi H, Yahata N, Lisi G, Tsurumi K, Yoshihara Y, Kawada R, Murao T, Mizuta H, Yokomoto T, Miyagi T, Nakagami Y, Yoshioka T, Yoshimoto J, Kawato M, Murai T, Morimoto J, Takahashi H(2022)
    Development of a classifier for gambling disorder based on functional connections between brain regions.
    Psychiatry and Clinical Neurosciences 76(6): 260-267

  • 10. Izumika R, Cabeza R, Tsukiura T (2022)
    Neural Mechanisms of Perceiving and Subsequently Recollecting Emotional Facial Expressions in Young and Older Adults
    Journal of Cognitive Neuroscience 34(7): 1183-1204

  • 11. Fukumoto Y, Taniguchi M, Hirono T, Yagi M, Yamagata M, Nakai R, Asai T, Yamada Y, Kimura M, Ichihashi N (2022)
    Influence of ultrasound focus depth on the association between echo intensity and intramuscular adipose tissue
    Muscle and Nerve 66 (5): 568-575

  • 12. Takano R, Nomura M (2022)
    Neural representations of awe: Distinguishing common and distinct neural mechanisms
    Emotion 22 (4): 669-677

  • 13. Horikawa T, Kamitani Y (2022)
    Attention modulates neural representation to render reconstructions according to subjective appearance.
    Communications Biology 5: 34

  • 14. Ueda R, Abe N (2021)
    Neural representations of the committed romantic partner in the nucleus accumbens.
    Psychological Science 32: 1884-1895

  • 15. Yamashita M, Ohsawa C, Suzuki M, Guo X, Sadakata M, Otsuka Y, Asano K, Abe N, Sekiyama K(2022)
    Neural advantages of older musicians involve the cerebellum: Implications for healthy aging through lifelong musical instrument training.
    Frontiers in Human Neuroscience 15: 784026

  • 16. Yanagisawa K, Kashima ES, Shigemune Y, Nakai R, Abe N (2021)
    Neural representations of death in the cortical midline structures promote temporal discounting.
    Cerebral Cortex Communications 22: tgab013

  • 17. Yamashita M, Suzuki M, Kawagoe T, Asano K, Futada M, Nakai R, Abe N, Sekiyama K (2021)
    Impact of early-commenced and continued sports training on the precuneus in older athletes
    Frontiers in Human Neuroscience 15:766935

  • 18. Soshi T, Andersson M, Kawagoe T, Nishiguchi S, Yamada M, Otsuka Y, Nakai R, Abe N, Aslah A, Igasaki T, Sekiyama K (2021)
    Prefrontal plasticity after a 3-month exercise intervention in older adults relates to enhanced cognitive performance
    Cerebral Cortex 31: 4501-4517

  • 19. Taniguchi M, Yamada Y, Yagi M, Nakai R, Tateuchi H, Ichihashi N (2021)
    Estimating thigh skeletal muscle volume using multi-frequency segmental-bioelectrical impedance analysis
    Journal of Physiological Anthropology 40: 130

  • 20. Tsuruha E, Tsukiura T (2021)
    Effects of aging on the neural mechanisms underlying the recollection of memories encoded by social interactions with persons in the same and different age groups
    Frontiers in Behavioral Neuroscience 15: 743064

  • 21. Nonaka S, Majima K, Aoki SC, Kamitani Y (2021)
    Brain hierarchy score: Which deep neural networks are hierarchically brain-like?
    iScience 24: 103013

  • 22. Guo X, Yamashita M, Suzuki M, Ohsawa C, Asano K, Abe N, Soshi T, Sekiyama K (2021)
    Musical instrument training program improves verbal memory and neural efficiency in novice older adults
    Human Brain Mapping 42: 1359-1375

  • 23. Sugimoto H, Dolcos F, Tsukiura T (2021)
    Memory of my victory and your defeat: Contributions of reward- and memory-related regions to the encoding of winning events in competitions with others
    Neuropsychologia 152: 107733

  • 24. Katsumi Y, Kondo N, Dolcos S, Dolcos F, Tsukiura T (2021)
    Intrinsic functional network contributions to the relationship between trait empathy and subjective happiness
    Neuroimage 227: 117650

  • 25. Diaz-Rojas F, Matsunaga M, Tanaka Y, Kikusui T, Mogi K, Nagasawa M, Asano K, Abe N, Myowa M (2021)
    Development of the paternal brain in expectant fathers during early pregnancy
    Neuroimage 225: 117527

  • 26. Tei S, Kauppi JP, Jankowski KF, Fujino J, Monti RP, Tohka J, Abe N, Murai T, Takahashi H, Hari R (2020)
    Brain and behavioral alterations in subjects with social anxiety dominated by empathic embarrassment
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 117(8): 4385-4391

  • 27. Fujimichi M, Yamamoto H, Saiki J (2020)
    The limited contribution of early visual cortex in visual working memory for surface roughness
    Experimental Brain Research 238(10): 2189-2197

  • 28. Fujimichi M, Yamamoto H, Saiki J (2020)
    Functional difference between the ventral visual cortex and the intraparietal sulcus in visual working memory of material properties
    Neuroreport 31(14): 1042-1047

  • 29. Otsuka S, Saiki J (2020)
    Neural mechanisms of memory enhancement and impairment induced by visual statistical learning
    Journal of Cognitive Neuroscience 32(9): 1749-1763

  • 30. Matsumoto N, Nakai R, Ino T, Mitani A (2020)
    Brain activity associated with the rubber foot illusion
    Neuroscience Letters 721: 134820

  • 31. Horikawa T, Cowen AS, Keltner D, Kamitani Y (2020)
    The neural representation of visually evoked emotion is high-dimensional, categorical, and distributed across transmodal brain regions
    iScience 223(5): 101060

  • 32. Sato W, Kochiyama T, Minemoto K, Sawada R, Fushiki T (2019)
    Amygdala activation during unconscious visual processing of food
    Scientific Reports 9: 7277

  • 33. Otsuka S, Saiki J (2019)
    Neural correlates of visual short-term memory for objects with material categories
    Heliyon 5: e03032

  • 34. Kajimura S, Kochiyama T, Abe N, Nomura M (2019)
    Challenge to unity: Relationship between hemispheric asymmetry of the default mode network and mind wandering
    Cerebral Cortex 29 (5): 2061-2071

  • 35. Tei S, Kauppi J, Fujino J, Jankowski K, Kawada R, Murai T, Takahashi H (2019)
    Inter-subject correlation of temporoparietal junction activity is associated with conflict patterns during flexible decision-making
    Neuroscience Research 144: 67-70

  • 36. Shen G, Dwivedi K, Majima K, Horikawa T, Kamitani Y (2019)
    End-to-end deep image reconstruction from human brain activity
    Frontiers in Computational Neuroscience 13: 21

  • 37. Shen G, Horikawa T, Majima K, Kamitani Y (2019)
    Deep image reconstruction from human brain activity
    PLoS Computational Biology 15 (1): e1006633

  • 38. Fujino M, Ueda Y, Mizuhara H, Saiki J, Nomura M (2018)
    Open monitoring meditation reduces the involvement of brain regions related to memory function
    Scientific Reports 8 (1): 9968

  • 39. Sato N, Mizuhara H (2018)
    Successful encoding during natural reading is associated with fixation-related potentials and large-scale network deactivation
    eNeuro 5 (5): ENEURO.0122-18.2018

  • 40. Abdelhack M, Kamitani Y (2018)
    Sharpening of hierarchical visual feature representations of blurred images
    eNeuro, 5(3): ENEURO.0443-17.2018

  • 41. Ueda R, Yanagisawa K, Ashida H, Abe N (2018)
    Executive control and faithfulness: only long-term romantic relationships require prefrontal control
    Experimental Brain Research 236: 821-828

  • 42. Suzuki M, Kawagoe T, Nishiguchi S, Abe N, Otsuka Y, Nakai R, Asano K, Yamada M, Yoshikawa S, Sekiyama K (2018)
    Neural correlates of working memory maintenance in advanced aging: Evidence from fMRI
    Frontiers in Aging Neuroscience 10: 358

  • 43. Ono M, Kochiyama T, Fujino J, Sozu T, Kawada R, Yokoyama N, Sugihara G, Murai T, Takahashi H (2018)
    Self-efficacy modulates the neural correlates of craving in male smokers and ex-smokers: an fMRI study
    Addiction Biology 23: 1179-1188

  • 44. Uesaki M, Takemura H, Ashida H (2018)
    Computational neuroanatomy of human stratum proprium of interparietal sulcus
    Brain Structure & Function 223(1): 489-507

  • 45. Yoneda M, Ueda R, Ashida H, Abe N (2017)
    Automatic honesty forgoing reward acquisition and punishment avoidance: a functional MRI investigation
    Neuroreport 28(14): 879-883

  • 46. Ueda R, Yanagisawa K, Ashida H, Abe N (2017)
    Implicit attitudes and executive control interact to regulate interest in extra-pair relationships
    Cognitive Affective & Behavioral Neuroscience 17(6): 1210-1220

  • 47. Tei S, Fujino J, Kawada R, Jankowski K, Kauppi J, van den Bos W, Abe N, Sugihara G, Miyata J, Murai T, Takahashi H (2017)
    Collaborative roles of temporoparietal junction and dorsolateral prefrontal cortex in different types of behavioural flexibility
    Scientific Reports 7 (1): 6415

  • 48. Otsuka S, Saiki J (2017)
    Neural correlates of implicit knowledge about statistical regularities
    Experimental Brain Research 235(12): 3573-3583

  • 49. Onojima T, Kitajo K, Mizuhara H (2017)
    Ongoing slow oscillatory phase modulates speech intelligibility in cooperation with motor cortical activity
    Plos One 12(8): e0183146

  • 50. Kitayama S, Yanagisawa K, Ito A, Ueda R, Uchida Y, Abe N (2017)
    Reduced orbitofrontal cortical volume is associated with interdependent self-construal
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 114(30): 7969-7974.

  • 51. Fujino J, Tei S, Jankowski K, Kawada R, Murai T, Takahashi H (2017)
    Role of spontaneous brain activity in explicit and implicit aspects of cognitive flexibility under socially conflicting situations: A resting-state fMRI study using fractional amplitude of low-frequency fluctuations
    Neuroscience 367: 60-71

  • 52. Fujimoto A, Tsurumi K, Kawada R, Murao T, Takeuchi H, Murai T, Takahashi H (2017)
    Deficit of state-dependent risk attitude modulation in gambling disorder
    Translational Psychiatry 7 (4): e1085

  • 53. Iseki R, Kajima S, Zhao X, Liang X, Tsujimoto S (2017)
    The role of presenter actions in the evaluation of oral presentations: Evidence from fMRI and motion-vector analysis
    Psychologia 60 (1): 44-55

  • 54. Kaneda T, Shigemune Y, Tsukiura T (2017)
    Lateral and medial prefrontal contributions to emotion generation by semantic elaboration during episodic encoding
    Cognitive, Affective, and Behavioral Neuroscience 17: 143-157

  • 55. Ueda R, Ashida H, Yanagisawa K, Abe N (2017)
    The neural basis of individual differences in mate poaching
    Social Neuroscience 12 (4): 391-399

  • 56. Fujimoto A, Takahashi H (2016)
    Flexible modulation of risk attitude during decision-making under quota
    Neuroimage 139: 304-312

  • 57. Sugimoto H, Shigemune Y, Tsukiura T (2016)
    Competing against a familiar friend: Interactive mechanism of the temporo-parietal junction with the reward-related regions during episodic encoding
    Neuroimage 130: 261-272

  • 58. Yanagisawa K, Abe N, Kashima ES, Nomura M (2016)
    Self-esteem modulates amygdala-ventrolateral prefrontal cortex connectivity in response to mortality threats
    Journal of Experimental Psychology: General 145 (3): 273-283

  • 59. Kajimura S, Kochiyama T, Nakai R, Abe N, Nomura M (2016)
    Causal relationship between effective connectivity within the default mode network and mind-wandering regulation and facilitation
    Neuroimage 133: 21-30

  • 60. Uesaki M, Ashida H (2015)
    Optic-flow selective cortical sensory regions associated with self-reported states of vection
    Frontiers in Psychology 6:775

  • 61. Kajimura S, Kochiyama T, Nakai R, Abe N, Nomura M (2015)
    Fear of negative evaluation is associated with altered brain function in nonclinical subjects
    Psychiatry Research: Neuroimaging 234 (3): 362-368

  • 62. Kawagoe T, Suzuki M, Nishiguchi S, Abe N, Otsuka Y, Nakai R, Yamada M, Yoshikawa S, Sekiyama K (2015)
    Brain activation during visual working memory correlates with behavioral mobility performance in older adults
    Frontiers in Aging Neuroscience 7: 186

  • 63. Nishiguchi S, Yamada M, Tanigawa T, Sekiyama K, Kawagoe T, Suzuki M, Yoshikawa S, Abe N, Otsuka Y, Nakai R, Aoyama T, Tsuboyama T (2015)
    A 12-week physical and cognitive exercise program can improve cognitive function and neural efficiency in community-dwelling older adults: a randomized controlled trial
    Journal of the American Geriatrics Society 63 (7): 1355-1363