fMRI による言語優位半球同定法として単語生成課題を心内発話で行う方法があるが, 心内発話では課題遂行中の被検者の情報が得られず, また, 運動前野の賦活が認められるため, 側性指標 (LI) の算出に影響を与える可能性がある。本研究では task として語想起発話, control として無意味語発話を行う新しい fMRI 撮像法を考案し, 課題遂行中の被検者の情報を得つつ, 運動野の賦活を画像上相殺し, LI を算出できるか検討した。本手法では従来の心内発話法に比べ賦活範囲は狭くなったが, , および補足運動野に賦活が認められ, 運動前野や一次運動野の賦活は賦活マップ上では認められなかった。また心内発話法で算出した LI と有意な差はなかった。本手法を用いれば fMRI 撮像中の被検者の課題遂行の情報を把握することができるため, より信頼性の高い言語優位半球同定法として利用できる見通しが得られた。

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This review focuses on the localization and function of the neural center for speech motor control based on recent trends in re-evaluating the traditional views and our own brain imaging experiments using functional MRI. The first experiment with repetitions of short Japanese phrases indicated that the region in the inferior cerebellum for speech breathing and vocalization was more medial than that for articulation. The second experiment with changing and repetitive syllables revealed that the activity of the left anterior insula was found only in the task of changing syllables, and suggested that the insula was involved in phonetic encoding and motor planning.

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本論文では，まず文理解課題と動作の系列予測課題に関するfMRI実験を紹介した。続いて，これらの実験結果と多くのイメージング研究で得られている知見を基礎にして，構文処理における前頭—頭頂ループの役割について考察を行った。その結果，中心前回と下頭頂葉のループにより，手や構音のイメージ生成・操作が実現されることが示唆された。文を処理するときには，と縁上回の間の情報交換により構音情報が生成され，これに基づき，および中前頭回に蓄えられた構文的知識と，45野と側頭葉との相互作用により生成された意味情報が統合される。さらに，前頭葉背外側部，補足運動野と頭頂間溝，下頭頂葉の相互作用により，イメージの生成・操作がなされるものと考えられた。さらにわれわれが提案した「運動系列予測学習仮説」によって，このモデルがより広い枠組みでとらえられることを示した。

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脳波(EEG)からの 音声想起は，BCI研究にとり，チャレンジ性の高いテーマである．本報告では，

における脳波中の線スペクトラム成分が，言語表象となっているとの仮説から研究を進め，線スペクトラムを抽出する方法を提案している．また，線スペクトラムに基づくBCI研究のフレームワークについても述べる．

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  前頭葉損傷患者における言語理解障害について, 「単語指示課題 (単語を提示され, それに該当する対象を選択肢から選んで指差す課題) 」, 「文命令課題 (文レベルの命令文を提示され, その通りに動作する課題) 」, 「構文検査」を用いて検討した。その結果, 前頭葉損傷患者における「単語指示課題」の低下は, 左中前頭回損傷と関係が深いこと, そして, その機序として, 語義の理解障害というよりも, 課題形式 (提示された単語に該当する対象を選択肢から選んで指差すという形式) に関係の深い障害である可能性が示唆された。また, 「文命令課題」の低下は,

後部と関係が深いこと, そして, その機序として, 想定されている視点と異なる文のパターンに対しての, 対応の問題に由来する可能性が示唆された。

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本総説では, 人間の脳における言語処理にかかわる以下の3点の基本的問題について議論し, 言語の脳マッピング研究における最近の進歩について概説する。第1に, 文理解の神経基盤がその機能に特化していることを示す最初の実験的証拠を紹介する。具体的には, 最近われわれが発表した機能的磁気共鳴映像法 (fMRI) や経頭蓋的磁気刺激法 (TMS) の研究において, 左下前頭回 (IFG) の背側部が, 短期記憶などのような一般的な認知過程よりも文理解の統語処理に特化していることを証明した。この結果は, 左下前頭回が文法処理において本質的な役割を果たしていることを示唆しており, この領域を「文法中枢」と呼ぶ。第2に, 第2言語 (L2) 習得の初期段階において, 左下前頭回の活動増加が各個人の成績上昇と正の相関を示すことが最近明らかになった。これらの結果により, 第2言語習得が文法中枢の可塑性にもとづいていると考えられる。第3に, 外国語の文字と音声を組み合わせて新たに習得した場合に, 下側頭回後部 (PITG) を含む「文字中枢」の機能が学習途上で選択的に変わることを初めて直接的に示した。システム・ニューロサイエンスにおけるこうした現在の研究の動向は, 言語処理において大脳皮質の特定の領域が人間に特異的な機能を司ることを明らかにしつつある。

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   左半球の下前頭回弁蓋部・三角部(Brodmann44, 45 野)を中心としたいわゆる Broca 野は言語生成の中枢とみなされてきた。その一方で, 近年では Broca 野が行為の観察, 実行, 模倣に関与することが示されつつある。それにも関わらず, Broca 野の病変により行為機能が障害される(＝失行が生じる)という報告は少ない。最近我々は, Broca 野を共通病変として有する症例 4 例(梗塞 3 例, 腫瘍 1 例)について失行検査を行い, その症状について検討した結果を発表した(Tsuruya ら2013)。本論文では, この論文について解説し, Broca 野病変で観念運動性失行が生じることを示し, ノンバールコミュニケーションにおけるBroca 野の意義を確認した。さらに, Broca 野が社会的認知機能と関連する可能性についても述べた。

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経頭蓋磁気刺激(TMS)は，電磁誘導により渦電流を脳内に誘起させることで非侵襲に脳神経を刺激する手法であり，脳機能研究や精神疾患治療の分野に応用されている．
刺激目標への適切なTMSのためには，コイルの位置や大きさなどのコイル条件を最適化する必要がある．しかし脳内の渦電流分布の測定は困難であるため，条件設定は経験則に基づいているのが現状である．
本論文では，最適なコイル条件を求めるためのシミュレーションを行った．人間の解剖学的データに基づいた頭部モデルを作成し，言語野のとウェルニッケ野におけるそれぞれの刺激位置，コイルの大きさ，電流の大きさ等のコイル条件の違いによる電流分布の変化を調べた．

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In this study, we measure the Broca's-area brain activity patterns of Japanese beginning and intermediate-level EFL learners during syntactic processing using optical functional brain imaging. We compare our observation with a previous optical brain imaging study on second language acquisition, i.e., Oishi (2006). In her work, Oishi measures the brain activity of students at all-levels, focusing on the patterns found in Wernicke area and adjacent gyri during listening and reading comprehension. Oishi's results indicate that brain function in beginning-level students is activated very little, whereas in intermediate-level students it is over-activated, specifically when it is compared with that of advanced-level learners and native speakers. Our study, on the other hand, examines the brain activity patterns within Broca's area that are caused by sentence processing, including reflexive anaphors, such as himself/herself. From the images obtained from our experiment, it is demonstrated that there does not seem much activity in Broca's area, not only in the case of beginning-level students, but also in the case of intermediate-level students. Our study suggests the possibility that, as far as Japanese beginning and intermediate-level EFL learners are concerned, the kind of grammatical competence that can be detected by brain activities within Broca's area during processing of reflexive anaphors does not develop in parallel with the other types of linguistic competence that can be found in brain activities within Wernicke area and adjacent gyri.

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First, we compared cortical activation by speech in postlingually deafened cochlear implant (CI) users with that in normal hearing subjects using positron emission tomography (PET). Increased activation was observed in CI users not only in the temporal cortices but also in Broca’s area and its right hemisphere homologue, supplementary motor area (SMA) and anterior cingulate gyrus. These regions are thought to be establishing working memory for language decoding and encoding, enabling the brain to maintain an internal copy of the original auditory message, which might be activated more in CI users than in normal subjects. Next, we used 18F-fluorodeoxyglucose (FDG)-PET to measure the cortical glucose metabolism in profoundly deaf children with visual language stimuli and observed significantly higher cortical ­metabolism in the pre-central gyrus, middle temporal gyrus in the right hemisphere, and superior ­temporal gyrus and superior parietal lobule. Individual analysis revealed a strong cortical activation in a child who was the worst user of spoken language, while there was no significant increase in the overall cortical metabolism in the child who was the best user of spoken language. Our recent study also revealed a correlation between the functional reorganization pattern of language networks and the genetic cause of deafness in profoundly deaf individuals. Our results confirmed that the temporal auditory cortices of deaf children develop to process visual aspects of language if they do not receive sufficient auditory ­signals and depends on visual cues. FDG-PET with a visual language task provided objective information on the development and plasticity of cortical language networks. Functional brain imaging may be of help for both the parents of hearing-impaired children and the professionals involved in their habilitation and education decide upon the appropriate mode of communication for each child.

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