道具の使用と道具の進化の大脳基盤の研究 (TOOLBOX)
道具の使用と道具の進化の大脳基盤
道具の使用は、人類が進化を通じて達成した複雑な認知的適応の特徴であると考えられており、それが人類に適応上の利点をもたらします。 たとえ人間以外の種も道具を使用するとしても、人間の道具の使用ははるかに複雑で洗練されています。 また、道具を改良することで道具を進化させることができるのは人間だけです。 人間が道具を使用するための特別な能力を持っている場合、それは特定の神経解剖学的基質に基づいている必要があります。 人間と非人間は、上頭頂葉と頭頂内溝内に位置する同様の把握システムを共有しています。 しかし、人間の特異性があります。左下頭頂葉内の縁上回は人間に特有であり、道具の使用と道具の進化において中心的な役割を果たす可能性があります。
このプロジェクトは、人間のツール使用の神経相関を機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) で研究し、人間がツールを使用できる認知メカニズムを正確に解明することを目的としています。 また、ツールを改善することでツールを進化させることができる認知能力とは何か、またそれに関連する神経相関関係についても研究したいと考えています。
調査の概要
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Lyon、フランス、69002
- Laboratoire d'Etude des Mécanismes Cognitifs (EMC) -Université Lumière Lyon 2
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 18歳から65歳までであること
- 研究に対するインフォームドコンセントが得られたこと
- 右利きであること
- フランスの社会保障制度に登録していること
除外基準:
- フランス語の読み書きができないなど、同意書に署名がない。
- 包含訪問中に既知または明らかになった神経疾患または精神疾患
- 実験当日の物質摂取（向精神薬または娯楽用薬物の服用）
- 騒音耐性
- 未成年者、妊娠中または授乳中の女性
- 保佐の対象となっている人、公民権を剥奪されている人、または自由を剥奪されている人
- アンケートに記入できない（重度の認知障害）
- 被験者は体内に金属または電子インプラントを埋め込んではなりません:ペースメーカーまたはペースメーカーワイヤー、開胸手術、人工心臓弁、脳動脈瘤手術、中耳インプラント、補聴器、矯正器具または広範囲にわたる歯科治療、白内障手術またはレンズインプラント、埋め込み機械電気機器、義肢、関節、体内の異物（銃弾、BB弾、ペレット、榴弾、または金属加工品の破片）、または現在または過去に機械工、溶接工、または金属労働者として働いていたこと、頭または首付近のタトゥー、アートメイク
- 閉所恐怖症
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：基礎科学
- 割り当て：非ランダム化
- 介入モデル：単一グループの割り当て
- マスキング：なし（オープンラベル）
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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他の：ツールの使用
このアームの fMRI 実験条件により、ツールを使用したときの脳の活動を研究できるようになります。
ここでは、fMRI 実験セッションのみが必要です。
fMRI スキャナー内で参加者に提案されるタスクは、ツールの使用に関連します。
彼らは、機械的な問題を解決し、ツールを使用する際の手の姿勢が適切であるかどうかを判断し、提示されたツールが同じ使用状況、同じ機能目標、同じ使用時の手の姿勢を共有しているかどうかを判断する必要があります。これらの実験条件は以下に関連しています。 fMRI 技術によって得られる大胆な測定により、ツールを使用するときに働いている神経認知メカニズムに関する仮説を立てることができます。
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画像検査
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他の：ツールの進化
このアームでの fMRI 実験条件により、ツールを改良したときに脳の活動を研究できるようになります。
ここでは、fMRI 実験セッションが認知心理学実験によって補完され、参加者には改善のためのツールが与えられます。
fMRI スキャナー内で参加者に提案されるタスクは、ツールの改善に関係する可能性のある認知機能 (創造性、技術的推論、論理、共感) に関連するものになります。
これらの実験条件に関連する大胆な測定値は、一般線形モデリングを通じてツールを改善する参加者の能力に関連します。
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画像検査
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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大胆な効果
時間枠：1時間
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この測定は、機能的磁気共鳴画像法で許可されている血中酸素濃度依存測定 (BOLD) になります。 この BOLD レベルは、実験セッション (約 1 時間) 中に一定の時間間隔 (TR = 3 インチ) で、画像化された脳内のすべてのボクセルに対して収集されます。 これは fMRI 実験の標準的な手順です。 機能的磁気共鳴画像法は、血流に関連する変化を検出することで脳の活動を測定します。この技術は、脳の血流と神経細胞の活性化が結びついているという事実に基づいています。 脳のある領域が使用されると、その領域への血流も増加します。 fMRI の主な形式では、実験条件に応じて BOLD コントラストを使用し、研究者が脳の酸素消費量の変化、つまり脳活動の変化を追跡できるようにします。 T1 と T2 は局所的な脳血流の機能が異なるため、BOLD 効果は脳内のさまざまな緩和時間 (T1 と T2) を評価することによって計算されます。 |
1時間
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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ツールを改善する能力
時間枠：20分
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参加者には金属ワイヤーが渡され、できるだけ高い塔を建てるよう求められます。
このため、前の参加者を観察して自分自身にインスピレーションを与えることができます。
収集された測定値は、前の参加者のタワーの高さと比較したタワーの高さになります。
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20分
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協力者と研究者
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捜査官
- 主任研究者：Yves ROSSETTI, MD、Hospices Civils de Lyon
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Lesourd M, Osiurak F, Martin J, Hague S, Laroze M, Clement G, Medeiros de Bustos E, Fargeix G, Magnin E, Moulin T. Neurocognitive mechanisms underlying action tool knowledge tasks: specificity of tool-tool compared to hand-tool compatibility tasks. Commun Biol. 2025 Apr 3;8(1):552. doi: 10.1038/s42003-025-07923-1.
- Osiurak F, Federico G, Fournel A, Gaujoux V, Lamberton F, Ibarrola D, Rossetti Y, Lesourd M. Shaping the physical world to our ends through the left PF technical-cognition area. Elife. 2025 Apr 17;13:RP94578. doi: 10.7554/eLife.94578.
- Lesourd M, Reynaud E, Navarro J, Gaujoux V, Faye-Vedrines A, Alexandre B, Baumard J, Federico G, Lamberton F, Ibarrola D, Rossetti Y, Osiurak F. Involvement of the posterior tool processing network during explicit retrieval of action tool and semantic tool knowledge: an fMRI study. Cereb Cortex. 2023 May 24;33(11):6526-6542. doi: 10.1093/cercor/bhac522.
- Federico G, Cavaliere C, Reynaud E, Salvatore M, Brandimonte MA, Osiurak F. The Area Prostriata may play a role in technical reasoning. Behav Brain Funct. 2022 Nov 25;18(1):12. doi: 10.1186/s12993-022-00200-9.
- Federico G, Reynaud E, Navarro J, Lesourd M, Gaujoux V, Lamberton F, Ibarrola D, Cavaliere C, Alfano V, Aiello M, Salvatore M, Seguin P, Schnebelen D, Brandimonte MA, Rossetti Y, Osiurak F. The cortical thickness of the area PF of the left inferior parietal cortex mediates technical-reasoning skills. Sci Rep. 2022 Jul 12;12(1):11840. doi: 10.1038/s41598-022-15587-8.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (推定)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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