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吉田　正俊 (ヨシダ　マサトシ)

人間知・脳・ＡＩ研究教育センター教授
附属社会創造数学研究センター教授

盲視、半側空間無視、統合失調症のヒト及び動物モデルを対象とした研究を通して、意識の問題に迫ることを目指しております。

研究者基本情報

■ 学位
  • 医学博士, 東京大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
ORCID IDJ-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 背側視覚経路
  • 半側空間無視
  • 身体認知
  • 局所神経回路
  • スライス
  • 報酬予測
  • 脚橋被蓋核
  • サリエンシー
  • 膝状体外視覚系
  • 視床枕
  • ヘテロ複雑システム
  • サッケード運動
  • サル
  • 認知機能
  • 上丘
  • サッケード
  • 注意
  • 眼球運動
  • 膝状体外経路
  • 残存視力
  • 視覚意識
  • 急速眼球運動
  • 空間的注意
  • 盲視
  • 包括脳ネットワーク
  • 統合脳・統合脳
研究分野
  • ライフサイエンス, 神経科学一般
  • ライフサイエンス, 神経形態学

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2024年04月 - 現在
    北海道大学, 人間知・脳・AI研究教育センター, 教授
  • 2020年01月 - 2024年03月
    北海道大学, 人間知・脳・AI研究教育センター, 特任准教授
  • 2006年04月 - 2019年12月
    生理学研究所 発達生理学研究系, 助教
  • 2010年03月 - 2010年07月
    南カリフォルニア大学, 訪問研究者
  • 2003年06月 - 2006年03月
    生理学研究所 発達生理学研究系, 助手
  • 2001年01月 - 2003年05月
    東京大学医学部統合生理学教室, 特別推進 研究員
  • 1995年02月 - 2000年12月
    生理学研究所・高次液性調節, ICORP研究員
学歴
  • 1995年04月 - 1996年01月, 東京大学, 大学院薬学系研究科 博士課程 (中退)
  • 1993年04月 - 1995年03月, 東京大学, 大学院薬学系研究科 修士課程
  • 1989年04月 - 1993年03月, 東京大学, 薬学部 薬学科

研究活動情報

■ 論文
  • Gaze behaviors during free viewing revealed differences in visual salience processing across four major psychiatric disorders: a mega-analysis study of 1012 individuals
    Kenichiro Miura; Masatoshi Yoshida; Kentaro Morita; Michiko Fujimoto; Yuka Yasuda; Hidenaga Yamamori; Junichi Takahashi; Seiko Miyata; Kosuke Okazaki; Junya Matsumoto; Atsuto Toyomaki; Manabu Makinodan; Naoki Hashimoto; Toshiaki Onitsuka; Kiyoto Kasai; Norio Ozaki; Ryota Hashimoto
    Molecular Psychiatry, Springer Science and Business Media LLC, 2024年10月11日, ［査読有り］, ［責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract

    Aberrant salience processing has been proposed as a pathophysiological mechanism underlying psychiatric symptoms in patients with schizophrenia. The gaze trajectories of individuals with schizophrenia have been reported to be abnormal when viewing an image, suggesting anomalous visual salience as one possible pathophysiological mechanism associated with psychiatric diseases. This study was designed to determine whether visual salience is affected in individuals with schizophrenia, and whether this abnormality is unique to patients with schizophrenia. We examined the gaze behaviors of 1012 participants recruited from seven institutes (550 healthy individuals and 238, 41, 50 and 133 individuals with schizophrenia, bipolar disorder, major depressive disorder and autism spectrum disorder, respectively) when they looked at stationary images as they liked, i.e., free-viewing condition. We used an established computational model of salience maps derived from low-level visual features to measure the degree to which the gaze trajectories of individuals were guided by visual salience. The analysis revealed that the saliency at the gaze of individuals with schizophrenia were higher than healthy individuals, suggesting that patients’ gazes were guided more by low-level image salience. Among the low-level image features, orientation salience was most affected. Furthermore, a general linear model analysis of the data for the four psychiatric disorders revealed a significant effect of disease. This abnormal salience processing depended on the disease and was strongest in patients with schizophrenia, followed by patients with bipolar disorder, major depressive disorder, and autism spectrum disorder, suggesting a link between abnormalities in salience processing and strength/frequency for psychosis of these disorders.
  • Visual salience is affected in participants with schizophrenia during free-viewing.
    Masatoshi Yoshida; Kenichiro Miura; Michiko Fujimoto; Hidenaga Yamamori; Yuka Yasuda; Masao Iwase; Ryota Hashimoto
    Scientific reports, 14, 1, 4606, 4606, 2024年02月26日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Abnormalities in visual exploration affect the daily lives of patients with schizophrenia. For example, scanpath length during free-viewing is shorter in schizophrenia. However, its origin and its relevance to symptoms are unknown. Here we investigate the possibility that abnormalities in eye movements result from abnormalities in visual or visuo-cognitive processing. More specifically, we examined whether such abnormalities reflect visual salience in schizophrenia. Eye movements of 82 patients and 252 healthy individuals viewing natural and/or complex images were examined using saliency maps for static images to determine the contributions of low-level visual features to salience-guided eye movements. The results showed that the mean value for orientation salience at the gazes of the participants with schizophrenia were higher than that of the healthy control subjects. Further analyses revealed that orientation salience defined by the L + M channel of the DKL color space is specifically affected in schizophrenia, suggesting abnormalities in the magnocellular visual pathway. By looking into the computational stages of the visual salience, we found that the difference between schizophrenia and healthy control emerges at the earlier stage, suggesting functional decline in early visual processing. These results suggest that visual salience is affected in schizophrenia, thereby expanding the concept of the aberrant salience hypothesis of psychosis to the visual domain., 14752825;42451831
  • 自由エネルギー原理，能動的視覚，サリエンス
    吉田 正俊; 宮園 健吾; 西尾 慶之; 山下 祐一; 鈴木 啓介
    人工知能, 38, 6, 787, 795, 一般社団法人 人工知能学会, 2023年11月01日, ［招待有り］, ［筆頭著者］
    日本語
  • Protocol for making an animal model of “blindsight” in macaque monkeys
    Norihiro Takakuwa; Kaoru Isa; Reona Yamaguchi; Hirotaka Onoe; Jun Takahashi; Masatoshi Yoshida; Tadashi Isa
    STAR Protocols, 4, 1, 101960, 101960, Elsevier BV, 2023年03月, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • The effect of ketamine on eye movement characteristics during free-viewing of natural images in common marmosets
    Zlata Polyakova; Masao Iwase; Ryota Hashimoto; Masatoshi Yoshida
    Frontiers in Neuroscience, 16, Frontiers Media {SA}, 2022年09月20日, ［査読有り］, ［最終著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Various eye movement abnormalities and impairments in visual information processing have been reported in patients with schizophrenia. Therefore, dysfunction of saccadic eye movements is a potential biological marker for schizophrenia. In the present study, we used a pharmacological model of schizophrenia symptoms in marmosets and compared the eye movement characteristics of marmosets during free-viewing, using an image set identical to those used for human studies. It contains natural and complex images that were randomly presented for 8 s. As a pharmacological model of schizophrenia symptoms, a subanesthetic dose of ketamine was injected intramuscularly for transient and reversible manipulation. Eye movements were recorded and compared under a ketamine condition and a saline condition as a control. The results showed that ketamine affected eye movement characteristics during free-viewing. Saccades amplitude and scanpath length were significantly reduced in the ketamine condition. In addition, the duration of saccades was longer under the ketamine condition than under the saline condition. A similar tendency was observed for the duration of fixations. The number of saccades and fixations tended to decrease in the ketamine condition. The peak saccades velocity also decreased after ketamine injection whereas there was no difference in the main sequence relationship between saccades amplitude and peak velocity. These results suggest that ketamine affected visual exploration but did not affect the oculomotor aspect of saccades in marmosets, consistent with studies in patients with schizophrenia. Therefore, we conclude that the subanesthetic dose of ketamine is a promising pharmacological model of schizophrenia symptoms in common marmosets and can be used in combination with free-viewing paradigms to establish “translatable markers” for schizophrenia in primates., 14752825;31462937
  • Neural Mechanism of Blindsight in a Macaque Model
    Tadashi Isa; Masatoshi Yoshida
    Neuroscience, 469, 138, 161, Elsevier BV, 2021年08月, ［査読有り］, ［招待有り］, ［最終著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Dissociable Cortical and Subcortical Mechanisms for Mediating the Influences of Visual Cues on Microsaccadic Eye Movements
    Ziad M. Hafed; Masatoshi Yoshida; Xiaoguang Tian; Antimo Buonocore; Tatiana Malevich
    Frontiers in Neural Circuits, 15, Frontiers Media SA, 2021年03月11日, ［査読有り］, ［国際共著］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Visual selection in primates is intricately linked to eye movements, which are generated by a network of cortical and subcortical neural circuits. When visual selection is performed covertly, without foveating eye movements toward the selected targets, a class of fixational eye movements, called microsaccades, is still involved. Microsaccades are small saccades that occur when maintaining precise gaze fixation on a stationary point, and they exhibit robust modulations in peripheral cueing paradigms used to investigate covert visual selection mechanisms. These modulations consist of changes in both microsaccade directions and frequencies after cue onsets. Over the past two decades, the properties and functional implications of these modulations have been heavily studied, revealing a potentially important role for microsaccades in mediating covert visual selection effects. However, the neural mechanisms underlying cueing effects on microsaccades are only beginning to be investigated. Here we review the available causal manipulation evidence for these effects’ cortical and subcortical substrates. In the superior colliculus (SC), activity representing peripheral visual cues strongly influences microsaccade direction, but not frequency, modulations. In the cortical frontal eye fields (FEF), activity only compensates for early reflexive effects of cues on microsaccades. Using evidence from behavior, theoretical modeling, and preliminary lesion data from the primary visual cortex and microstimulation data from the lower brainstem, we argue that the early reflexive microsaccade effects arise subcortically, downstream of the SC. Overall, studying cueing effects on microsaccades in primates represents an important opportunity to link perception, cognition, and action through unaddressed cortical-subcortical neural interactions. These interactions are also likely relevant in other sensory and motor modalities during other active behaviors., 14752825
  • The posterior parietal cortex contributes to visuomotor processing for saccades in blindsight macaques.
    Rikako Kato; Takuya Hayashi; Kayo Onoe; Masatoshi Yoshida; Hideo Tsukada; Hirotaka Onoe; Tadashi Isa; Takuro Ikeda
    Communications biology, 4, 1, 278, 278, 2021年03月04日, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Patients with damage to the primary visual cortex (V1) lose visual awareness, yet retain the ability to perform visuomotor tasks, which is called "blindsight." To understand the neural mechanisms underlying this residual visuomotor function, we studied a non-human primate model of blindsight with a unilateral lesion of V1 using various oculomotor tasks. Functional brain imaging by positron emission tomography showed a significant change after V1 lesion in saccade-related visuomotor activity in the intraparietal sulcus area in the ipsi- and contralesional posterior parietal cortex. Single unit recordings in the lateral bank of the intraparietal sulcus (lbIPS) showed visual responses to targets in the contralateral visual field on both hemispheres. Injection of muscimol into the ipsi- or contralesional lbIPSs significantly impaired saccades to targets in the V1 lesion-affected visual field, differently from previous reports in intact animals. These results indicate that the bilateral lbIPSs contribute to visuomotor function in blindsight.
  • Impaired inhibition of return during free-viewing behaviour in patients with schizophrenia
    Ken-ichi Okada; Kenichiro Miura; Michiko Fujimoto; Kentaro Morita; Masatoshi Yoshida; Hidenaga Yamamori; Yuka Yasuda; Masao Iwase; Mikio Inagaki; Takashi Shinozaki; Ichiro Fujita; Ryota Hashimoto
    Scientific Reports, 11, 1, 3237, Springer Science and Business Media LLC, 2021年02月05日, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, AbstractSchizophrenia affects various aspects of cognitive and behavioural functioning. Eye movement abnormalities are commonly observed in patients with schizophrenia (SZs). Here we examined whether such abnormalities reflect an anomaly in inhibition of return (IOR), the mechanism that inhibits orienting to previously fixated or attended locations. We analyzed spatiotemporal patterns of eye movement during free-viewing of visual images including natural scenes, geometrical patterns, and pseudorandom noise in SZs and healthy control participants (HCs). SZs made saccades to previously fixated locations more frequently than HCs. The time lapse from the preceding saccade was longer for return saccades than for forward saccades in both SZs and HCs, but the difference was smaller in SZs. SZs explored a smaller area than HCs. Generalized linear mixed-effect model analysis indicated that the frequent return saccades served to confine SZs’ visual exploration to localized regions. The higher probability of return saccades in SZs was related to cognitive decline after disease onset but not to the dose of prescribed antipsychotics. We conclude that SZs exhibited attenuated IOR under free-viewing conditions, which led to restricted scene scanning. IOR attenuation will be a useful clue for detecting impairment in attention/orienting control and accompanying cognitive decline in schizophrenia., 14752825
  • Properties of visually guided saccadic behavior and bottom-up attention in marmoset, macaque, and human
    Chih-Yang Chen; Denis Matrov; Richard Veale; Hirotaka Onoe; Masatoshi Yoshida; Kenichiro Miura; Tadashi Isa
    Journal of Neurophysiology, 125, 2, 437, 457, American Physiological Society, 2021年02月01日, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, We directly compared the results of a video free-viewing task and visually guided saccade tasks (step and gap) among three different species: marmoset, macaque, and human. We found that all species exhibit qualitatively similar saccadic kinematics and saliency-driven saccadic behavior albeit with different parameters. Our results suggest that the marmoset possesses similar neural mechanisms to macaque and human for saccadic control, and it is an appropriate model to study neural mechanisms for active vision and attention., 14752825
  • Opportunities and challenges for a maturing science of consciousness
    Matthias Michel; Diane Beck; Ned Block; Hal Blumenfeld; Richard Brown; David Carmel; Marisa Carrasco; Mazviita Chirimuuta; Marvin Chun; Axel Cleeremans; Stanislas Dehaene; Stephen M. Fleming; Chris Frith; Patrick Haggard; Biyu J. He; Cecilia Heyes; Melvyn A. Goodale; Liz Irvine; Mitsuo Kawato; Robert Kentridge; Jean-Remi King; Robert T. Knight; Sid Kouider; Victor Lamme; Dominique Lamy; Hakwan Lau; Steven Laureys; Joseph LeDoux; Ying-Tung Lin; Kayuet Liu; Stephen L. Macknik; Susana Martinez-Conde; George A. Mashour; Lucia Melloni; Lisa Miracchi; Myrto Mylopoulos; Lionel Naccache; Adrian M. Owen; Richard E. Passingham; Luiz Pessoa; Megan A. K. Peters; Dobromir Rahnev; Tony Ro; David Rosenthal; Yuka Sasaki; Claire Sergent; Guillermo Solovey; Nicholas D. Schiff; Anil Seth; Catherine Tallon-Baudry; Marco Tamietto; Frank Tong; Simon van Gaal; Alexandra Vlassova; Takeo Watanabe; Josh Weisberg; Karen Yan; Masatoshi Yoshida
    Nature Human Behaviour, 3, 2, 104, 107, Springer Science and Business Media LLC, 2019年02月, ［査読有り］, ［最終著者］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • 自由エネルギー原理と視覚的意識
    吉田 正俊; 田口 茂
    日本神経回路学会誌, 25, 3, 53, 70, Japanese Neural Network Society, 2018年09月05日, ［招待有り］, ［筆頭著者］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Dynamics of fixational eye position and microsaccades during spatial cueing: the case of express microsaccades
    Tian, X. G.; Yoshida, M.; Hafed, Z. M.
    Journal of Neurophysiology, 119, 5, 1962, 1980, 2018年05月01日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • How is visual salience computed in the brain? Insights from behaviour, neurobiology and modelling
    Veale, R.; Hafed, Z. M.; Yoshida, M.
    Philosophical Transactions of the Royal Society B-Biological Sciences, 372, 1714, 20160113, 20160113, 2017年02月19日, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）
  • Informative cues facilitate saccadic localization in blindsight monkeys
    Yoshida Masatoshi; Hafed Ziad M.; Isa Tadashi
    Frontiers in Systems Neuroscience, 11, Frontiers Research Foundation, 2017年02月10日, ［査読有り］, ［筆頭著者, 責任著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Windshield frame shape and awareness of the external world while driving an automobile
    Yusaku Takeda; Koji Iwase; Toshihiro Hara; Atsuhide Kishi; Kazuo Nishikawa; Richard Veale; Masatoshi Yoshida; Tadashi Isa; Takahide Nouzawa
    Advances in Intelligent Systems and Computing, 488, 375, 388, 2017年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • A microsaccadic account of attentional capture and inhibition of return in posner cueing
    Xiaoguang Tian; Masatoshi Yoshida; Ziad M. Hafed
    Frontiers in Systems Neuroscience, 10, 23, 23, Frontiers Media S.A., 2016年03月07日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • マカクザルによる半側空間無視の動物モデル
    辻本 憲吾; 澤田 真寛; 福永 雅喜; 吉田 正俊
    理学療法学Supplement, 2015, 382, 382, 公益社団法人 日本理学療法士協会, 2016年
    日本語, 【はじめに，目的】半側空間無視とは主に右大脳半球の損傷によって引き起こされ，損傷と反対側の空間の感覚刺激に対する反応が欠如・低下する現象の事を指す。半側空間無視は背側注意経路と腹側注意経路が関係しており（Corbetta，2002），近年の研究によると腹側注意経路の損傷により，半側空間無視が出現すると報告されている（Shulman GL 2011）。しかし，どのような神経機構によって無視が起こっているか，明確にわかっている事は少ない。また，半側空間無視の動物モデルも確立していない。しかし近年の解剖学的研究から，マカクザルにも注意の背側経路と腹側経路に相同な神経ネットワークがあることが示唆されている。マカクザルの半側空間無視モデルを作成する事により，神経メカニズムを明らかにし，さらに有効なリハビリテーションの手法の開発に繋げられると考える。そこで本研究では，マカクザル半側空間無視モデルを作成することを目的とする。【方法】本研究は2頭のマカクザルで脳損傷を作成した。2頭のサルは，側頭連合野と前頭連合野とを離断するために腹側注意経路の相同部位である右上側頭回を損傷した。サルの半側空間無視を評価する課題を確立するために，ヒト患者での評価法として用いられる線分抹消課題を参考にし，ケージ内およびモンキーチェア上で評価できる課題を作成した。ケージ内の評価として「食物選択課題」を2頭のサルに行わせた。この課題は左右に各3つの蓋つきの筒があり，左右の各1つに縞模様の筒がある。サルは縞模様の筒を選択すると報酬がもらえる。モンキーチェア上での評価として「刺激選択課題」を1頭のサルに行わせた。この課題はタッチパネルを使用し，10個の刺激に1つだけ色や形の異なるターゲットが存在する。サルは2秒以内にそのターゲットにタッチすると報酬がもらえる。また刺激のセットは4種類使用した。さらに2頭のサルで3Tの核磁気共鳴画像法装置を用いて安静時脳活動を記録した。【結果】ケージ内の評価では2頭とも術後1週間は損傷側の空間に比べ，非損傷側の空間を長時間無視する空間無視様の症状がみられた。さらに1頭では，術後1ヶ月後でも損傷側に比べ，非損傷側の空間に対する反応時間が長くなった。モンキーチェア上の評価では術後1週間は4種類すべてに損傷側に比べ，非損傷側で反応時間は長くなり，正答率も低下した。また2頭とも運動障害および一次的な知覚障害はみられなかった。安静時脳活動では上側頭回の損傷によって損傷後1週間の段階では頭頂連合野と前頭連合野の間の機能的結合が低下していた。【結論】本研究結果から，脳損傷による無視症状がマカクザルにおいても見られることが明らかになった。また安静時機能MRIによって無視症状に関連した脳活動を同定することができた。以上のことから，マカクザルが半側空間無視の動物モデル確立のために有望であると考える。
  • Signal detection analysis of blindsight in monkeys
    Masatoshi Yoshida; Tadashi Isa
    SCIENTIFIC REPORTS, 5, 10755, 2015年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Technical Implementation of a Visual Attention Neuro-Prosthesis.
    Richard Veale; Tadashi Isa; Masatoshi Yoshida
    2015 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN, AND CYBERNETICS (SMC 2015): BIG DATA ANALYTICS FOR HUMAN-CENTRIC SYSTEMS, 1403, 1408, 2015年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Applying differential evolution MCMC to parameterize large-scale spiking neural simulations.
    Richard Veale; Tadashi Isa; Masatoshi Yoshida
    2015 IEEE CONGRESS ON EVOLUTIONARY COMPUTATION (CEC), 1620, 1627, 2015年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Saliency-guided eye movement during free-viewing in schizophrenic patients.
    Yoshida M; Miura K; Hashimoto R; Fujimoto M; Yamamori H; Yasuda Y; Ohi K; Fukunaga M; Takeda M; Isa T
    Journal of vision, 15, 12, 61, 61, Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO), 2015年, ［査読有り］
    研究論文（学術雑誌）
  • 視覚顕著性（視覚サリエンシー）の神経ネットワーク
    吉田 正俊
    神経心理学, 30, 4, 268, 276, 2014年12月, ［招待有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 盲視の神経現象学を目指して
    吉田 正俊
    MORALIA, 20-21, 20, 171, 188, 東北大学倫理学研究会, 2014年11月, ［招待有り］
    日本語, 研究論文（大学，研究機関等紀要）
  • 意識の神経相関
    吉田 正俊
    Clinical Neuroscience, 32, 8, 856, 860, 2014年08月, ［招待有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • サリエンシー・マップの視覚探索解析への応用
    吉田 正俊
    日本神経回路学会誌, 21, 1, 3, 12, 2014年03月, ［招待有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Saliency-guided neural prosthesis for visual attention: Design and simulation
    Masatoshi Yoshida; Richard Veale
    NEUROSCIENCE RESEARCH, 78, 90, 94, 2014年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Large-scale spiking circuit simulation of spatio-temporal dynamics in superior colliculus.
    Veale RE; Isa T; Yoshida M
    BMC Neuroscience, 15, 1, 1, 2, 2014年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • ヒト盲視における視覚誘導性及び記憶誘導性サッカード運動
    吉田 正俊; 雨宮 史織; 伊佐 正
    日本生理学雑誌, 75, 4, 195, 195, (一社)日本生理学会, 2013年07月
    日本語
  • 盲視の神経機構
    吉田 正俊
    BRAIN and NERVE, 65, 6, 671, 677, 2013年06月, ［招待有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Residual Attention Guidance in Blindsight Monkeys Watching Complex Natural Scenes
    Masatoshi Yoshida; Laurent Itti; David J. Berg; Takuro Ikeda; Rikako Kato; Kana Takaura; Brian J. White; Douglas P. Munoz; Tadashi Isa
    CURRENT BIOLOGY, 22, 15, 1429, 1434, 2012年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • 盲視の神経科学
    吉田 正俊
    Clinical Neuroscience, 30, 8, 955, 957, 2012年, ［招待有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Contribution of the retino-tectal pathway to visually guided saccades after lesion of the primary visual cortex in monkeys
    Rikako Kato; Kana Takaura; Takuro Ikeda; Masatoshi Yoshida; Tadashi Isa
    EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 33, 11, 1952, 1960, 2011年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Lesion of primary visual cortex in monkey impairs the inhibitory but not the facilitatory cueing effect on saccade
    Takuro Ikeda; Masatoshi Yoshida; Tadashi Isa
    Journal of Cognitive Neuroscience, 23, 5, 1160, 1169, 5, 2011年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Lesion of Primary Visual Cortex in Monkey Impairs the Inhibitory but Not the Facilitatory Cueing Effect on Saccade
    Takuro Ikeda; Masatoshi Yoshida; Tadashi Isa
    JOURNAL OF COGNITIVE NEUROSCIENCE, 23, 5, 1160, 1169, 2011年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Neural Substrate of Spatial Memory in the Superior Colliculus after Damage to the Primary Visual Cortex
    Kana Takaura; Masatoshi Yoshida; Tadashi Isa
    JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 31, 11, 4233, 4241, 2011年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • 大脳皮質―長期記憶
    吉田 正俊
    Clinical Neuroscience, 29, 2, 192, 195, 2011年02月, ［招待有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • サル一次運動野における皮質内局所電位とECoG信号による前腕到達把持運動軌道の推定(Regression of forearm reach and grasp movement trajectories using intracortical local field potentials and electrocorticogram signals in monkey primary motor cortex)
    渡辺 秀典; 山下 宙人; 澤畑 博人; 坂谷 智也; 戸川 森雄; 吉田 正俊; 戸田 春男; 佐藤 雅昭; 長谷川 功; 鈴木 隆文; 川人 光男; 伊佐 正
    神経化学, 49, 2-3, 497, 497, 日本神経化学会, 2010年08月
    英語
  • 見えないのにわかる-「盲視」の脳内メカニズム
    吉田 正俊
    視覚の科学 = Japanese journal of visual science, 30, 4, 109, 114, 2010年01月
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Estimation of the intracortical neuronal dynamics from the multi-channel ECoG signals
    Tomoya Sakatani; Hidenori Watanabe; Morio Togawa; Masatoshi Yoshida; Isao Hasegawa; Takafumi Suzuki; Masa-aki Sato; Mitsuo Kawato; Tadashi Isa
    NEUROSCIENCE RESEARCH, 68, E326, E326, 2010年, ［査読有り］
    英語
  • Saccade control after V1 lesion revisited
    Tadashi Isa; Masatoshi Yoshida
    CURRENT OPINION IN NEUROBIOLOGY, 19, 6, 608, 614, 2009年12月, ［査読有り］, ［招待有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Striate Cortical Lesions Affect Deliberate Decision and Control of Saccade: Implication for Blindsight
    Masatoshi Yoshida; Kana Takaura; Rikako Kato; Takuro Ikeda; Tadashi Isa
    JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 28, 42, 10517, 10530, 2008年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Delay-period activities in two subdivisions of monkey inferotemporal cortex during pair association memory task
    Y Naya; M Yoshida; M Takeda; R Fujimichi; Y Miyashita
    EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 18, 10, 2915, 2918, 2003年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Anatomical organization of forward fiber projections from area TE to perirhinal neurons representing visual long-term memory in monkeys
    M Yoshida; Y Naya; Y Miyashita
    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 100, 7, 4257, 4262, 2003年04月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Forward processing of long-term associative memory in monkey inferotemporal cortex
    Y Naya; M Yoshida; Y Miyashita
    JOURNAL OF NEUROSCIENCE, 23, 7, 2861, 2871, 2003年04月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Backward spreading of memory-retrieval signal in the primate temporal cortex
    Y Naya; M Yoshida; Y Miyashita
    SCIENCE, 291, 5504, 661, 664, 2001年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Backward signal from medial temporal lobe in neural circuit reorganization of primate inferotemporal cortex
    Y Miyashita; M Morita; Y Naya; M Yoshida; H Tomita
    COMPTES RENDUS DE L ACADEMIE DES SCIENCES SERIE III-SCIENCES DE LA VIE-LIFE SCIENCES, 321, 2-3, 185, 192, 1998年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Epileptic activity prevents synapse formation of hippocampal mossy fibers via L-type calcium channel activation in vitro
    Y Ikegaya; M Yoshida; H Saito; N Nishiyama
    JOURNAL OF PHARMACOLOGY AND EXPERIMENTAL THERAPEUTICS, 280, 1, 471, 476, 1997年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Effects of coculture with the septum on the expression of long-term potentiation in organotypic hippocampal slice cultures
    M Yoshida; N Matsuki; H Saito; H Katsuki
    NEUROSCIENCE RESEARCH, 26, 4, 377, 385, 1996年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • NEUROTROPIC EFFECTS OF CONDITIONED MEDIA OF ASTROCYTES ISOLATED FROM DIFFERENT BRAIN-REGIONS ON HIPPOCAMPAL AND CORTICAL-NEURONS
    M YOSHIDA; H SAITO; H KATSUKI
    EXPERIENTIA, 51, 2, 133, 136, 1995年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
■ その他活動・業績
■ 書籍等出版物
■ 講演・口頭発表等
  • Ketamine affects eye movement characteristics during free-viewing of natural images in common marmosets
    Masatoshi Yoshida; Zlata Polyakova
    第12回マーモセット研究会大会, 2023年02月08日, 日本語, ポスター発表
    42451831;14752825
  • Common and modality specific areas between visual and auditory mismatch negativities recorded from whole-cortical electrocorticogram (ECoG) arrays in common marmosets
    Hiroshi Matsui; Misako Komatsu; Takaaki Kaneko; Hideyuki Okano; Noritaka Ichinohe; Masatoshi Yoshida
    第12回マーモセット研究会大会, 2023年02月07日, 日本語, 口頭発表（一般）
    42451831;14752825
  • Common areas for detecting deviation: visual and auditory mismatch negativities from whole-cortical electrocorticogram (ECoG) arrays in common marmosets
    Hiroshi Matsui; Misako Komatsu; Takaaki Kaneko; Hideyuki Okano; Noritaka Ichinohe; Masatoshi Yoshida
    第45回日本神経科学大会, 2022年07月03日, 英語, 口頭発表（一般）
    42451831;14752825
  • Saccadic eye movements and visual saliency in pharmacological model of schizophrenia during free-viewing in common marmosets
    Zlata Polyakova; Masatoshi Yoshida
    第45回日本神経科学大会, 2022年07月02日, 英語, 口頭発表（一般）
    14752825;42451831
  • Visual and auditory mismatch negativities from whole-cortical electrocorticogram (ECoG) arrays in common marmosets
    Matsui H; Komatsu M; Kaneko T; Okano H; Ichinohe N; Yoshida M
    第11回日本マーモセット研究会大会, 2022年02月02日, 英語, ポスター発表
    14752825;31462937
  • The effect of ketamine on the saccadic amplitudes and pupil size during free-viewing of images in common marmosets
    Polyakova Z; Yoshida M
    第11回日本マーモセット研究会大会, 2022年02月02日, 英語, ポスター発表
  • The effect of ketamine on saccadic eye movements and Ca signals in posterior parietal cortex (PPC) during free-viewing in common marmosets
    Polyakova Zlata; Misako Komatsu; Tetsuo Yamamori; Masatoshi Yoshida
    the 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, 2021年07月30日, 英語, ポスター発表
  • 皮質脳波記録によるマーモセットの視覚的ミスマッチ陰性電位から見出された感覚モダリティ間に共通した逸脱検出メカニズムの可能性
    Matsui, H; Komatsu, M; Kaneko, T; Okano, H; Ichinohe, N; Yoshida, M
    the 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, 2021年07月30日, 英語, ポスター発表
    14752825;31462937
  • Deviance detection in visual mismatch negativity (MMN) measured from whole-cortical electrocorticogram (ECoG) arrays in common marmosets
    Hiroshi Matsui; Misako Komatsu; Takaaki Kaneko; Hideyuki Okano; Noritaka Ichinohe; Masatoshi Yoshida
    第10回日本マーモセット研究会大会, 2021年01月26日, 英語, ポスター発表
    2021年01月26日 - 2021年01月27日, オンライン開催, ［国内会議］
  • Ketamine affects saccadic eye movements during free-viewing, peri-saccadic activity measured from whole-cortical electrocorticogram (ECoG) arrays, and Ca signals in posterior parietal cortex (PPC) in common marmosets
    Polyakova Zlata; Misako Komatsu; Tetsuo Yamamori; Masatoshi Yoshida
    第10回日本マーモセット研究会大会, 2021年01月26日, 英語, ポスター発表
    2021年01月26日 - 2021年01月27日, オンライン開催, ［国内会議］
  • 知覚と行動と学習をつなぐ自由エネルギー原理
    吉田正俊
    応用脳科学アカデミー, 2020年12月22日, 日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
    2020年12月22日 - 2020年12月22日, オンライン開催, ［招待講演］
  • 視覚サリエンスへの心理学、神経科学、情報科学的アプローチ
    吉田正俊
    CHAIN セミナー 「センター教員就任記念シリーズ」第３回, 2020年08月17日, 日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
    2020年08月17日 - 2020年08月17日, 札幌, ［招待講演］
  • フリービューイングおよび視覚性ミスマッチ課題中のマーモセット頭頂連合野からのCaイメージング
    吉田正俊
    第９回日本マーモセット研究会大会, 2020年02月14日, 日本語, ポスター発表
    2020年02月14日 - 2020年02月15日, 兵庫, ［国内会議］
  • Enactivism and Free Energy Principle
    Masatoshi Yoshida
    Computational Principles in Active Perception and Reinforcement Learning in the Brain, 2020年02月13日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル（指名）
    2020年02月13日 - 2020年02月14日, 京都, ［招待講演］, ［国際会議］
  • エナクティブな意識の理論をめざして
    吉田正俊
    CHAIN ACADEMIC SEMINAR #9, 2020年02月06日, CHAIN, 日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
    2020年02月06日 - 2020年02月06日, 札幌, ［招待講演］
  • 視覚サリエンスとその脳内メカニズム
    吉田正俊
    応用脳科学アカデミー, 2020年01月30日, 日本語, 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
    2020年01月30日 - 2020年01月30日, 東京, ［招待講演］
  • Enactivism and Free Energy Principle
    Masatoshi Yoshida
    Workshop on Combining Information-theoretic Perspectives on Agency (CIPA), 2020年01月28日, 英語, シンポジウム・ワークショップパネル（指名）
    2020年01月28日 - 2020年01月29日, 東京, 日本国, ［招待講演］, ［国際会議］
  • 第一次視覚野損傷サルのサッケード運動遂行に関わる脳内活動部位:PETによる脳機能イメージング
    加藤利佳子; 加藤利佳子; 池田琢朗; 池田琢朗; 河原正幸; 河原正幸; 尾上嘉代; 吉田正俊; 吉田正俊; 高浦加奈; 塚田秀夫; 尾上浩隆; 尾上浩隆; 伊佐正; 伊佐正; 伊佐正
    日本生理学雑誌, 2010年02月01日, 日本語
  • 片側一次視覚野切除サルの空間記憶保持の神経機構
    高浦加奈; 高浦加奈; 吉田正俊; 吉田正俊; 伊佐正; 伊佐正; 伊佐正
    日本生理学雑誌, 2009年05月01日, 日本語
  • 対連合記憶課題遂行中の霊長類側頭葉皮質での単一ニューロン記録 TE野,36野間の比較
    納家勇治; 吉田正俊; 伊原毅; 桜井芳雄; 伊藤昭光; 柴田愁子; 宮下保司
    生理学研究所年報, 1999年12月01日, 日本語
  • 霊長類下部側頭葉の視覚記憶ニューロン TE野,36野間の比較
    納家勇治; 吉田正俊; 伊藤昭光; 柴田愁子; 伊原毅; 桜井芳雄; 宮下保司
    日本神経科学大会プログラム・抄録集, 1999年07月06日, 日本語
■ 主な担当授業
  • 大学院共通授業科目（教育プログラム）：人間知・脳・AI教育プログラム, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 大学院共通授業科目（教育プログラム）：人間知・脳・AI教育プログラム, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 大学院共通授業科目（教育プログラム）：人間知・脳・AI教育プログラム, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 大学院共通授業科目（教育プログラム）：人間知・脳・AI教育プログラム, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 大学院共通授業科目（一般科目）：複合領域, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 思索と言語, 2024年, 学士課程, 全学教育
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 非定型な経験、信念、認知の研究：哲学を中心とした学際的アプローチ
    科学研究費助成事業
    2024年04月 - 2027年03月
    宮園 健吾; ディーツ リチャード; PEEBLES GRAHAM; 吉田 正俊; 山下 祐一; オデイ ジョン; FRISCHHUT Akiko; 鈴木 啓介; 稲荷森 輝一; 西尾 慶之
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 24H00076
  • 能動的推論によるアクティブ・ヴィジョンの解明
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2026年03月31日
    吉田 正俊
    日本学術振興会, 学術変革領域研究(A), 北海道大学, 24H02144
  • アクティブ・ヴィジョンの脳内メカニズムの解明に向けて
    科学研究費助成事業
    2022年04月01日 - 2025年03月31日
    吉田 正俊
    我々の視知覚は眼球運動という行為によって構成される。この「アクティブビジョン」をシーン理解と眼球運動の制御の両面から明らかにしたい。自由エネルギー原理では、生体がシーン理解をするために情報獲得の期待値が高い部分に視線を向けるという考えから、従来の視覚サリエンスを拡張した「ベイジアン・サプライズ」という概念が提唱されている。そこで本研究は「ベイジアン・サプライズ」が脳内で処理されているか検証することを目的とした。
    そこで以下の2つの実験デザインを用いてマーモセットから脳活動を計測した。[視覚性ミスマッチ課題] マーモセットに視覚刺激を提示する。Oddball条件はstandard刺激とdeviant刺激から構成されている。Many standards条件は8種類の方位の刺激から構成されている。Oddball条件でのdeviant刺激とMany standards条件でのdeviant刺激の応答の差分から、予想外の刺激が出たことによる成分(サプライズ)を順応や方位選択性の成分から単離することが可能となる。また、視覚刺激にgrating刺激、random dot motion刺激、物体刺激を提示することで、系統的に視覚刺激への反応選択性を定量化する。[フリービューイング課題]ではマーモセットに自然画像を提示して視線を計測する。視覚刺激には公開されている自然画像データベースを用いることによって、新規な画像が提示されるようにする。
    [脳活動計測] これらの行動課題を用いて、マーモセット大脳表面をカバーする96ch ECoG電極を用いて局所電場電位を計測した。また別の個体では、内視鏡型Caイメージング装置を用いて、頭頂連合野から神経細胞活動を大量に同時記録を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K24197
  • アクティブ・ヴィジョンの脳内メカニズムの解明に向けて
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2022年04月01日 - 2025年03月31日
    吉田 正俊
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 22H02936
  • 双方向トランスレーショナルアプローチによる精神疾患の脳予測性障害機序に関する研究開発
    革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト
    2019年04月 - 2024年03月
    小池 進介
    国立研究開発法人日本医療研究開発機構, 研究分担者, 競争的資金
  • 意識変容の現象学──哲学・数学・神経科学・ロボティクスによる学際的アプローチ
    科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    2020年04月 - 2023年03月
    田口 茂; 吉田 正俊; 西郷 甲矢人; 宮園 健吾; 谷 淳; 田中 彰吾; 山下 祐一; 西尾 慶之; 武内 大; 富山 豊
    Ａ．時間論グループ（田口、西郷、谷、田中、富山、栁川、武内）は、前年度の研究を受け、現象学的な「時間」の捉え方について、さらに踏み込んだ考察を行った。現象学的時間論を専門とする栁川耕平氏を博士研究員として招聘し、月に１回ほどのペースで研究会を行った。現象学、圏論（数学）、ロボティクス、精神病理学等の知見を持ち寄り、離人症や統合失調症、自閉症などにおける時間意識の変容をできるだけ構造化して理解し、圏論を用いて定式化する方法を議論した。とりわけ現象学で言う把持（retention）と予持（protention）の相互媒介構造を圏論によって形式的に表現する可能性が開かれてきた。また、時間と身体性のつながりについても議論し、原初的な「感じ」の無数のうごめきから、「矢印」的な動きの形が生成してくるプロセスとして、時間の原初的な生成を描くという方向性での議論が進展した。
    Ｂ．計算論的意識論グループ（吉田、山下、西尾、宮園、協力者・鈴木）は、前年度の議論から浮上してきた新しいアイデア、すなわち「サリエンス」と「アフォーダンス」を結びつけて理解するというアイデアを追究し、同じく月に１回ほどのペースで研究会を行った。とりわけ統合失調症に関する「異常サリエンス仮説」と、精神疾患へのアフォーダンス概念の適用について詳しく検討し、両者を「行為」を媒介として結びつける可能性が示された。予測符号化理論および自由エネルギー原理との関連も多角的に議論し、それにもとづいて「知覚サリエンス」と「動機サリエンス」の本質的な近縁性を浮き彫りにすることができた。
    これらの研究の成果は、論文と学会発表により部分的に公表した。また、2021年12月に北海道大学人間知・脳・AI研究教育センター主催で行われた国際会議The free energy principle of the brainなどにおいてもその成果の一端を公表した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 研究分担者, 競争的資金, 20H00001
  • 習慣を中核にすえた新たな心の哲学と心の科学の展開
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2020年04月 - 2023年03月
    宮原 克典; 新川 拓哉; 吉田 正俊; 濱田 太陽; 石原 悠子; 早川 正祐; 西田 知史
    本研究では，現象学，プラグマティズム，日本哲学，身体性認知の観点を取り入れて，習慣とはどのようなものであるかを明らかにし，また，認知や行為を習慣に基づいた働きとして捉え直す。さらに，習慣を中核にすえた心のモデルが神経科学や人工知能研究に対してもつ帰結を考察する。本年度の主な研究実績は以下の4点である。
    ①共感を習慣に基づいた働きとして捉え直す研究を継続した（分担者早川との共同研究）。昨年度末の時点で国際誌に論文を投稿し，6月に国際学会で発表をおこない，議論を前進させることができた。だが残念ながら，年度内に査読結果が返ってこなかった。
    ②物語的自己意識の形成における習慣の働きを明らかにする研究を進めた。哲学や心理学で唱えられている「物語的自己」の理論によると，私たちの自己意識は過去の経験や行為を物語にまとめあげる「語り」の働きによって形成される。このような語りにおいて身体的な習慣形成の力が重要な役割を果たしている可能性を検討した。現在，論文を準備中である。
    ③世阿弥の芸道論と現代哲学／心理学の観点を組み合わせて，技と習慣の関係を考察する研究を推進した。現代の哲学者ヒューバート・ドレイファスは専門技能（expertise）を洗練された感覚運動的習慣として説明する。しかし，身体は次々に新たな習慣を身につけて成長するばかりのものではない。本研究では，世阿弥の「初心」の概念に基づいて，ドレイファスの技能論が健康で力強い身体像を暗黙の前提としていることを明らかにした。また本年度の研究では，世阿弥の離見の見を生態心理学の観点をまじえて分析する研究も，ほぼまとめあげられた。
    ④「意識の機能」にかんする理論を体系的に理解するための枠組みを提案する研究をおこなった（分担者西田・新川・濱田との共同研究）。本研究には意識研究を習慣の観点と結びつけるための予備的考察となる可能性が期待される。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究分担者, 競争的資金, 20K00001
  • 脳の自由エネルギー原理:実装と検証
    2021年度 分野融合型共同研究事業 共同研究型
    2021年03月 - 2022年04月
    吉田 正俊 , 磯村 拓哉 , Christopher Buckley , 本田 直樹, 磯田 昌岐
    競争的資金, ［国際共著］, 01112102
  • マーモセット半側空間無視モデルの確立と回路操作
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2020年10月 - 2022年03月
    吉田 正俊
    本研究では、マーモセットを用いた半側空間無視モデルの確立と、大脳注意経路のネットワーク活動の計測、モデル化、介入を目指した研究を実施した。
    損傷標的部位および損傷作成法の確定: これまでの研究代表者によるマカクザルを対象とした実験では、ヒト腹側注意経路の相同部位の損傷を行い、半側空間無視と類似した症状を再現している。マーモセットにおける皮質注意経路との相同部位を見つけるため、96chECoG電極をマーモセットに埋設して、視覚性ミスマッチ課題および聴覚性ミスマッチ課題を用いて脳活動を計測した。その結果、側頭連合野のTPO野が視覚性および聴覚性のサプライズの両方に関連することを見出した。以上の結果から、本研究の損傷標的部位をrTPO野に決定した。
    行動の評価法の確立: これまでの研究代表者によるマカクザルを対象とした実験では、フリービューイング中の視線の計測を行い、損傷作成後に視線が損傷と同側(右側)に偏ることを明らかにしている。そこで研究代表者はフリービューイング中のマーモセットの視線計測を行った。視線の位置の視覚サリエンスを定量化することで、マーモセットの視線が視覚サリエンスの高いところに誘引されることを明らかにした。以上によって脳損傷作成後の行動評価法を確立した。
    脳活動計測法の確立: これまでの研究代表者によるマカクザルを対象とした実験では、安静時fMRIを用いて、背側注意経路DANの半球間での活動相関が損傷後に変動することを明らかにしている。マーモセットにおいては、両半球の頭頂連合野PPCにウイルスベクターを注入することで、両半球のPPCからのCaシグナルを同時計測した。半球内の活動で弱い正の相関が見られた。以上によって、損傷前後でのDANのネットワークの変動を計測する方法を確立した。
    なお、予算ではその他として、動物実験施設使用料7ヶ月分2,142,860円の支出を行った。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 20H05487
  • 精神的価値が成長する感性イノベーション拠点
    革新的イノベーション創出プログラム（COI STREAM）
    2013年04月 - 2022年03月
    河原能久; 井本敬二; 伊佐正; 吉田正俊
    科学技術振興機構, 北海道大学, 研究分担者, 競争的資金
  • 脳の自由エネルギー原理:実装と検証
    2020年度 分野融合型共同研究事業 共同研究型
    2020年04月 - 2021年03月
    吉田 正俊; 磯村 拓哉; Christopher Buckley; Shashwat Shukula; 磯田 昌岐
    自然科学研究機構, 競争的資金, ［国際共著］, 01112005
  • サル半側空間無視モデルにおける視覚的注意と視覚的気づき
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2018年04月 - 2021年03月
    吉田 正俊
    マカクザルによる半側空間無視の動物モデルを確立することを目的として、マカクザルで弓状束AFの側頭側起始部である右上側頭回への損傷を行い、到達運動による視覚刺激の探索課題およびフリービューイング中の視線計測のデータの解析を行った。その結果、無視症状を反映した行動が見られることを示唆する結果をさらに得ることができた。また、この動物モデルの視覚的注意と視覚的気づきを定量的に評価することを目的として、トップダウン性の視覚的注意を定量化するために、手掛かり刺激を提示する注意課題(ポズナー課題)の開発を行った。また、フリービューイング課題を用いたボトムアップ性の視覚的注意の定量化方法の開発を行った。視線計測の解析法については、視野角1度以下の微小なサッケード(マイクロサッケード)の解析によって注意の状態を定量化する方法を開発した。その結果、ポズナー課題における手がかり刺激の提示時に、注意状態の変動を反映するようにマイクロサッケードの頻度と方向が変化することを明らかにした(SFN2018でのポスター発表)。健常動物および損傷動物での機能イメージングを用いた安静時脳活動計測に関しては、これまでに行ってきた3テスラマシンでの計測データとその解析に加えて、今年度は生理学研究所で新しく稼働を始めた7テスラマシンでの計測を行った。一頭の健常マカクザルにおいて、イソフルレン麻酔下(1-1.5%)で24chヘッドコイルを用いて全脳からの計測を行った。T1, T2強調画像による構造画像の計測に加えて、T2*シークエンスを用いたEPI画像の計測を行い、3テスラマシンでの計測時よりもより高解像度での全脳での安静時脳活動計測データを取得して、機能的結合を定量化することに成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 生理学研究所, 研究代表者, 競争的資金, 18K07359
  • 脳・脊髄損傷後の機能回復過程における神経回路の動的変容
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2014年07月10日 - 2019年03月31日
    伊佐 正; 西村 幸男; 小林 憲太; 吉田 正俊; 藤井 直敬
    脳：脊髄損傷後の機能回復過程における適応回路シフト機構を解明するためにマカクザルの脊髄損傷モデルと一次視覚野損傷モデルを用いて研究を行った。前者では、頚髄C4/C5レベルで皮質脊髄路を選択的切断しても、手指の巧緻運動が数週間で回復するが、ウィルスベクター２重感染法を用い、回復初期には脊髄固有ニューロンが回復に重要な役割を果たすが、回復安定期には他の様々な下行路も回復に貢献し、PNの関与は部分的になることを明らかにした。また、後者のモデルでは、視覚野の損傷後、上丘から視床枕に至る経路が視覚誘導性眼球サッケード運動の生成に関わることをウィルスベクター２重感染による選択的経路遮断法によって証明した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 26112008
  • 脳内身体表現の変容を促す神経機構
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2014年07月10日 - 2019年03月31日
    今水 寛; 大木 紫; 前田 貴記; 村田 哲; 加藤 元一郎; 渋谷 賢; 小川 健二; 浅井 智久; 沖村 宰; 山下 祐一; 繁桝 博昭; 門田 宏; 山下 真寛; 蔡 暢; 大畑 龍; 望月 圭; 吉田 正俊; 今泉 修
    人間が適切に身体を動かしているときには“自身が運動している”という運動主体感や“これが自身の身体である”という身体所有感などの身体意識を得られる．本研究は，身体意識の神経基盤が，主に右半球の下頭頂小葉と前頭回を結ぶ神経回路網に存在することを，健常者における行動実験・脳活動計測・非侵襲脳刺激，身体意識に変容のある統合失調症患者における脳内ネットワーク解析で明らかにした．また，身体意識の基礎となる感覚抑制のメカニズムを，サルの神経活動記録により，ニューロンレベルで明らかにした．
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 26120002
  • 霊長類の大規模神経回路活動記録・操作法による部分的意識の生成機構の解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(S)
    2014年05月30日 - 2019年03月31日
    伊佐 正; 小林 憲太; 吉田 正俊
    一次視覚野損傷後の「盲視」に関して、片側一次視覚野損傷サルを用いて、(1)視覚的意識が障害されているが一部残存していること、(2)網膜―上丘―視床枕及び外側膝状体―高次視覚野―頭頂連合野―前頭葉という経路が関わること、(3)盲視には高次な認知機能が維持されていること、 (4) 部分的意識に対応すると考えられる視覚応答から意思決定に至る過程を前頭連合野で観察した。
    日本学術振興会, 基盤研究(S), 26221003
  • 大規模脳画像解析とヒトー霊長類を連結するトランスレータブル脳・行動指標開発にもとづく 精神疾患の病態神経回路解明
    革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト
    2014年11月 - 2019年03月
    笠井 清登
    文部科学省, 競争的資金
  • サル半側空間無視モデルにおける身体と空間
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2015年04月01日 - 2017年03月31日
    吉田 正俊
    半側空間無視とは、主に右大脳半球の損傷によって引き起こされる、損傷対側の空間の感覚刺激に対する反応が低下する現象のことを指す。半側空間無視の動物モデルはまだ確立していない。近年の解剖学や機能イメージングの研究からは、マカクザルにも注意の背側経路と腹側経路に相同な神経経路があることが示唆されている。そこで本研究は以下を目的とした：A) マカクザルでの腹側注意経路の相同部位を損傷させることによって半側空間無視の動物モデルを確立する。B) 視線と頭部のトラッキングを用いて、動物モデルで網膜中心座標、頭部中心座標での処理がどのように影響を受けているかを解明する。C) そして機能的MRイメージング法を用いて、無視症状の発現と回復過程が注意経路の機能障害と関連しているか検証する。(A) 注意の腹側注意経路の一部である右上側頭回(STG)へ損傷を加えて、注意機能への影響を定量化した。昨年の2頭のニホンザルに加えて本年度はさらに2頭のサルで損傷実験を行った。Target-choice taskにおいて損傷対側の標的刺激に対する応答潜時は右STG損傷後3ヶ月にわたって増加していることが明らかになった。(B) 同じ動物において視線と頭部のトラッキングを行った。3頭のサルで損傷前後に静止画像を見ている間の計測を行ったところ、損傷後3ヶ月にわたって視線位置が損傷側と同側に偏位することを見出した。(A)および(B)の結果から、本研究は右STG損傷によってサル半側空間無視モデルの確立に成功したと結論づける。(C) 機能的MRイメージング法を用いて半側空間無視モデル動物での安静時脳活動を計測した。その結果、損傷後には損傷同側内の背側注意経路の機能的結合の低下と損傷対側内の背側注意経路の機能的結合の上昇という不均衡が起きたことを示唆するデータを得た。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 生理学研究所, 研究代表者, 競争的資金, 15H01673
  • マカクザルによる盲視と半側空間無視の動物モデルを用いた気づきと注意の解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2013年04月01日 - 2016年03月31日
    吉田 正俊
    本研究は半側空間無視(損傷対側の環境、身体への応答の低下)の動物モデルを確立することを目的とする。この目的のためにマカクザル右上側頭回に損傷を加え、術後の行動を評価したところ、タッチパネルを用いた視覚選択課題、および自由視課題による視線計測の結果、空間無視の症状が1ヶ月以上持続することが明らかになった。以上によって半側空間無視のモデル動物の確立に成功した。またこの動物で機能的MRイメージングを行うことによって、麻酔下で安静時BOLD活動を記録した。機能障害と注意ネットワークの機能的結合が損傷後の障害と機能回復と相関していることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 生理学研究所, 25430022
  • 視覚的注意の計算論モデルによるマイクロサッカードの解明
    戦略的国際科学技術協力推進事業
    2013年04月 - 2016年03月
    吉田 正俊
    科学技術振興機構, 研究代表者, 競争的資金
  • マカクザルによる盲視と半側空間無視の動物モデルを用いた気づきと注意の解明
    基盤研究(C)
    2013年04月 - 2016年03月
    吉田 正俊
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • 「無意識の視覚‐運動系」によるサリエンシー検出機構の全貌
    科学研究費助成事業 基盤研究(S)
    2010年05月31日 - 2015年03月31日
    伊佐 正; 吉田 正俊; 金田 勝幸; PHONGPHANPHANEE Penphimon; 加藤 利佳子; 笠井 昌俊; 尾上 浩隆; 池田 琢朗; 高浦 加奈
    一次視覚野が損傷されると反対側視野の視覚的意識が失われるが、障害視野の対象に対して眼球や手を動かすことが可能であるという「盲視」という現象が知られている。本研究では、片側一次視覚野損傷サル、ヒト症例、及びマウス個体、脳スライス標本、大規模計算機シミュレーションなどを用いた研究を組み合わせ、「盲視」が外界の「サリエントな」視覚刺激を検出できるメカニズムを解析した。その結果、中脳上丘から視床枕、頭頂連合野、前頭連合野にいたる回路が「盲視」を担っており、中でも入力部にあたる上丘の空間マップには顕著なメキシンカンハット型の中心興奮―周辺抑制回路が内在していることが鍵となっていることが明らかになった。
    日本学術振興会, 基盤研究(S), 生理学研究所, 連携研究者, 競争的資金, 22220006
  • マカクザル半側空間無視モデルを用いた空間および身体の認知機構の解明
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2010年 - 2011年
    吉田 正俊
    半側空間無視とは脳損傷と反対側の空間の感覚刺激(視覚、聴覚、体性感覚)に対する反応が欠如・低下する現象のことを指す。これは感覚障害(同名半盲など)や運動障害(片麻痺など)によっては説明できない認知的障害である。本研究は半側空間無視の動物モデルを確立することを最大の目標とする。マカクザルの頭頂連合野と前頭連合野とを繋ぐ神経線維である上縦束(SLF)を切断することで無視症状を引き起こすことを目指した。この術式の確立のために上縦束を切断の手術を行った。手術終了後に行動観察を行った。動物モデルは術後1日後には回復した。顕著な運動麻痺などは起こっていないことから、手術は運動機能そのものへの直接的な影響はないことが推測される。また、刺激が一つである場合にはそれを目で追い、顔を向けることができることを確認した。このことは視野欠損及び眼球運動系の障害がないことを示している。ところが刺激を左右同時に提示したときには損傷と同側の刺激を常に選ぶ。つまり、無視症状に伴う「消去」の現象が見られることを確認した。また、目立たないように損傷側に刺激を提示した場合にはそれを無視した。つまり、空間無視の症状が見られた。また、損傷対側の身体に触れられても反応しない、といった身体無視の症状も見られた。以上のことから、半側空間無視の動物モデルを確立することに成功したと考えられる。また、行動評価法のひとつとして、ビデオクリップを観察中の実験動物の眼球運動を計測して、視覚的顕著性(saliency)の計算論的モデルを応用することによって、無視症状の行動評価を行うための実験系を確立した。これまでに第一次視覚野を損傷させたマカクザル盲視モデルでこの方法を応用して有用性を確認した。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 生理学研究所, 22120519
  • マカクザル半側空間無視モデルを用いた空間および身体の認知機構の解明
    新学術領域研究(研究領域提案型)
    2010年 - 2011年
    吉田 正俊
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • マカクザル半側空間無視モデルを用いた空間および身体の認知機構の解明
    新学術領域研究(研究領域提案型)
    2010年 - 2011年
    吉田 正俊
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • マカクザル盲視モデルを用いた視覚的気づきとその神経機構の解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2009年 - 2011年
    吉田 正俊
    本研究は盲視モデル動物を用いて視覚的気づきの神経機構を明らかにすることを目的とした。上丘ニューロン活動は、正しく標的の提示を報告できた試行では、報告できなかった試行と比べてより大きくなっていた。このようなニューロンの応答は、視覚情報が上丘浅層から上丘中間層に伝わっていく過程で生まれていることを明らかにした。以上のことは、視覚的気づきに対応した神経活動が上丘内の局所回路によって形成されていることを示している。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 生理学研究所, 21500377
  • マカクザル盲視モデルを用いた視覚的気づきとその神経機構の解明
    基盤研究(C)
    2009年 - 2011年
    吉田 正俊
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • ニホンザル盲視モデルを用いた視覚的意識とその神経機構の解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2006年 - 2007年
    吉田 正俊
    マカクザルの第一次視覚野を除去して作成した盲視動物モデルを用いて視覚的意識(見え)の神経機構を明らかにすることを目的とした。盲視モデルサルには二種類のサッケード課題を行わせる。(a)強制選択課題では損傷半視野の上下どちらかに呈示される標的刺激を選択することで報酬が与えられる。一方、(b)検出報告課題では損傷半視野に標的刺激が現れたときにはそれを選択すれば報酬が与えられ、標的刺激が現れなかったときは注視点が消えてからも注視を維持することによって報酬が与えられる。盲視での視覚情報処理に使われている回路として、上丘を介した副側路が有力な候補としてあげられている。そこで損傷側の半球の上丘中間層を第一のターゲットとして選び、盲視モデルサルの上記課題遂行中のニューロン活動を記録した。課題はdelayed-saccade条件で行い、視覚関連の活動をサッケード関連の活動から分離できるようにした。
    記録した神経活動の集団平均を作成したところ、(a)強制選択課題において、受容野内に標的が提示された条件で正しく標的にサッケードした試行では、不正解試行と比べて視覚応答が大きくなっていた。また、(b)検出報告課題において、標的を提示した条件のうち正しく標的にサッケードした試行では、標的の存在を報告できなかった試行と比べて視覚応答が大きくなっていた。なお、このような修飾は健常側の上丘では見られなかった。よって、これらの神経活動の修飾は盲視モデルサルにおける「見え」の報告に大きく関連していると考えられる。
    さらに上丘浅層からも同課題遂行中の活動を記録し、このような視覚的気づきに対応した神経活動が見られないことを示唆するデータを得た。このことは、視覚的気づきに対応した神経活動が上丘内の局所回路によって形成される可能性を示唆している。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 生理学研究所, 研究代表者, 競争的資金, 18500317
  • ニホンザル盲視モデルにおける視覚的意識に関する認知神経科学的研究
    科学研究費助成事業 特定領域研究
    2006年 - 2007年
    吉田 正俊
    マカクザルの第一次視覚野を除去して作成した盲視動物モデルを用いて視覚的気づきの神経機構を明らかにすることを目的とした。視覚的気づきはサッケードを用いた検出報告課題を用いて評価した。この課題では損傷視野に標的刺激が現れる条件では標的にサッケードすれば報酬が与えられ、標的刺激が現れない条件(ST-)では注視点が消えてからも注視を維持することによって報酬が与えられる。損傷側の半球の上丘中間層より課題遂行中のニューロン活動を記録した。
    上丘ニューロン活動は、標的刺激が提示される条件(ST+)のうち、正しく標的の提示を報告できた試行(Hit)と報告できなかった試行(Miss)とでは、標的提示時の視覚応答がHit試行でより大きくなっていた。この活動はサッケード準備活動などでは説明できない。また、このような活動は健常側の上丘では見られなかった。よって、このような神経活動の修飾はV1切除によって特異的に引き起にされた視覚的気づきに対応した神経活動であると結論づけることができる。
    サッケードの応答潜時の分布をdiffusion modelでモデル化することによって意思決定の過程を推測することが可能である。盲視モデルサルの強制選択課題(視覚標的は損傷視野のどこかに必ず現れる)での応答潜時の分布をモデル化し、意思決定における閾値(Decision threshold)が損傷測の視野で低下していることを見出した。ひきつづき、同様なモデル化を検出報告課題でも行うことによって盲視モデルサルにおける視覚的気づきと意思決定との関係を明らかにする予定である。
    日本学術振興会, 特定領域研究, 生理学研究所, 研究代表者, 競争的資金, 18019038
  • ニホンザル盲視モデルによる視覚的意識と注意との関係に関する認知神経科学的研究
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2004年 - 2005年
    吉田 正俊
    二匹のニホンザルにおいて各種の眼球運動課題の習得を済ませた後、片側の第一次視覚野の除去手術を行った。手術後の再トレーニングによって以下の知見を得た。
    (1)術後の欠損半視野において、強制選択型の視覚誘導性眼球運動課題を遂行できることを確認した。欠損半視野で弁別できる標的刺激の閾値は手術前と比べて上昇していた。このことは、第一次視覚野を介さない経路によって残存視力による視覚運動変換が行われていることを示している。
    (2)強制選択型の視覚誘導性眼球運動課題において、眼球運動の最高速度が欠損半視野へ急速眼球運動するときには上昇していることを見出した。また、眼球運動の軌跡は正常半視野においては標的へと正確に到達するように屈曲していたのに対して、欠損半視野ではこのような屈曲の程度は少なかった。これらのことは、第一次視覚野を介さない経路による視覚運動変換での眼球運動の制御が不充分になっていることを示している。
    (3)強制選択型の視覚誘導性眼球運動課題において、注視点消去から視覚標的提示までに100msのgapを導入することによって、急速眼球運動の応答潜時が低下することを見出した(gap効果)。この応答潜時(120ms程度)は"express saccade"として知られるものに近い。このことは、第一次視覚野を介さない経路による視覚運動変換がgap効果によって修飾されることを示している。
    (4)欠損半視野に提示したprecue刺激が標的刺激を予告するとき、視覚誘導性眼球運動課題の弁別閾値および反応潜時の低下が起こることを見いだした。このことは、第一次視覚野を介さない経路が空間的注意を向けるメカニズムにも寄与していることを示している。
    (5)欠損半視野に提示した手がかり刺激を用いて、記憶誘導性眼球運動課題を遂行できることを見出した。このことは、第一次視覚野を介さない経路が手掛かり刺激の位置情報を遅延時間のあいだワーキングメモリーとして保持することおよび急速眼球運動の標的として合目的な行動に利用することに寄与していることを示している。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 生理学研究所, 研究代表者, 競争的資金, 16700343
  • 眼球運動系を手がかりとする精神機能の脳内メカニズムの解明
    科学研究費助成事業 基盤研究(S)
    2001年 - 2005年
    伊佐 正; 吉田 正俊; 遠藤 利朗; 小林 康
    (1)64チャンネル多電極細胞外記録法を用いた上丘内興奮性信号伝播機構
    眼球のサッケード運動の制御において鍵となる中脳上丘の局所神経回路における信号伝播の調節機構を明らかにするため、従来行なってきた単一ニューロンからのwhole cell記録法による記録に加えて、スライスを載せる皿に50ミクロン感覚で64個の電極が8x8のマトリクス状に取り付けられた電極を用いて細胞外フィールド電位を記録する手法を組み合わせて解析を行なった。その結果、浅層の電気刺激で通常は浅層に留まっている興奮がbicucullineを投与すると最初にまず浅層内で水平方向に広がった後に中間層・深層に広がっていくことが明らかになった。
    (2)脚橋被蓋核(PPTN)ニューロンによる報酬予測信号の符号化
    PPTNは脳幹由来のコリン作動性投射の起始核でありドーパミン細胞(DA cell)に投射していることからPPTNからの興奮性入力が,DA cellにおける報酬予測誤差信号の生成に重要な役割を果たすと予想される。そこで,サルに手がかり刺激で報酬量を予測させるサッカード課題を行わせ,PPTNのニューロン活動を記録した。そして,報酬予測によって活動が変化する短潜時応答と,報酬予測の度合いに無関係に,一定の大きさの報酬反応を得た。これらの信号は計算理論で予言されている報酬予測誤差生成の主要な要素である報酬信号と,価値関数に相当すると思われる.
    (3)一次視覚野の一側性損傷後の残存視覚の性質
    一次視覚野が損傷している患者では、障害視野に提示された刺激を認知できないがそれに対する行動は可能であるという盲視(blindsight)という減少が知られている。Blindsightが特別なものではなく、単に健常視野の検出閾値が低下したnear threshold visionであるという説もある。この点を検討するため、健常視野の閾値付近の明るさの刺激に対するサッケードを障害側と比較したところ、サッケードの正確さの制御様式において大きな質的違いがあることを見出した。この結果は盲視が単なるnear threshold visionとは異なるという説を支持する。
    日本学術振興会, 基盤研究(S), 岡崎国立共同研究機構->生理学研究所, 連携研究者, 競争的資金, 13854029
■ 産業財産権
  • わき見状態判定装置
    特許権, 伊佐 正; 吉田 正俊; ヴィール、リチャード・エドモンド; 岩瀬 耕二; 武田 雄策; 原 利宏; 岸 篤秀; 西川 一男; 農沢 隆秀, 大学共同利用機関法人自然科学研究機構, マツダ株式会社
    特願2016-117654, 2016年06月14日
    特開2017-224066, 2017年12月21日
    201803012065115267
  • わき見状態判定装置
    特許権, 伊佐 正; 吉田 正俊; ヴィール、リチャード・エドモンド; 岩瀬 耕二; 武田 雄策; 原 利宏; 岸 篤秀; 西川 一男; 農沢 隆秀, 大学共同利用機関法人自然科学研究機構, マツダ株式会社
    特願2016-117655, 2016年06月14日
    特開2017-224067, 2017年12月21日
    201803020675705875
  • 視覚認知支援システムおよび視認対象物の検出システム
    特許権, 伊佐 正; 吉田 正俊; ヴィール、リチャード・エドモンド; 武田 雄策; 原 利宏; 岩瀬 耕二; 岸 篤秀; 西川 一男; 農沢 隆秀, 大学共同利用機関法人自然科学研究機構, マツダ株式会社
    特願2015-246061, 2015年12月17日
    特開2017-111649, 2017年06月22日
    201703001076486608