非侵襲脳刺激を用いた脳可塑性の促進とその個体差の解明

• Project/Area Number: 17J40162
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Cognitive science
• Research Institution: Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
• Principal Investigator: 疋島(笠原) 和美 沖縄科学技術大学院大学, 神経計算ユニット, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2017-10-02 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: ブレイン・マシン・インターフェイス / ブレイン・コンピューター・インターフェイス / 経頭蓋直流電気刺激 / 運動学習 / リハビリテーション / functional MRI / resting state / diffusion MRI

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、磁気共鳴画像法(MRI)と脳波による脳イメージングを用いて、非侵襲脳刺激やブレイン・マシン・インターフェイス(Brain-Machine Interface: BMI)などの介入が脳機能や神経回路をどのように変化させるか、解明することである。 本研究では、白質構造変化を捉える拡散画像、灰白質容積を評価するVoxel-Based morphometry解析、脳機能連絡を評価するResting State functional connectivity解析等、最先端のMRI技術や脳波計測を用いる。これらの技術を組み合わせて、脳の変化の個人差を解明し、将来的な「テーラーメイド・リハビリ テーション法」の開発につなげる。
本年度は、昨年度申請し、採択された日本生体医工学会で2件の発表を行った。また、所属機関と琉球大学の交流企画である3rd Ryudai x OIST シンポジウムでも研究発表を実施した。健常成人を対象としたブレイン・マシン・インターフェイスの研究は、ブレイン・マシン・インターフェイスの操作能力の個人差が実際に操作している時の脳機能ネットワークに関わりがあることを発見し、現在論文にまとめている。マウスを対象とした運動学習の実験も、学習成績の個体差と基底核内の機能ネットワークに関わりがあることを発見し、同様に論文にまとめるべく、解析を進めている。本研究は、本年度で終了し、次年度は辞退する。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Initial experience with a sensorimotor rhythmbased brain-computer interface in a Parkinson’s disease patient (2018)
  • Author(s): Kazumi Kasahara, Hideki Hoshino, Yoshihiko Furusawa, Charles Sayo DaSalla, Manabu Honda, Miho Murata, Takashi Hanakawa
  • Journal Title: Brain-Computer Interfaces Volume: 印刷中 Issue: 2-3 Pages: 88-96
  • DOI: 10.1080/2326263x.2018.1440781
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ブレイン・マシン・インターフェイス操作能力の個人差メカニズム (2019)
  • Author(s): 笠原和美, Charles Sayo DaSalla, 本田学, 花川隆
  • Organizer: 第58回日本生体医工学会大会
• [Presentation] マウスの長期課題学習における基底核ネットワークの可塑的変化 (2019)
  • Author(s): 笠原和美, 銅谷賢治
  • Organizer: 第58回 日本生体医工学会大会
• [Presentation] Individual variability of Brain-machine interface. (2019)
  • Author(s): Kazumi Kasahara
  • Organizer: The 3rd Ryudai-OIST symposium
• [Presentation] ブレイン・マシン・インターフェイス操作能力の個人差メカニズム (2019)
  • Author(s): 笠原和美, Charles Sayo DaSalla, 本田学, 花川隆
  • Organizer: 第58回 日本生体医工学会大会
• [Presentation] Individual variability of Brain-machine interface and motor performance. (2018)
  • Author(s): Kazumi Kasahara, Kenji Doya, Takashi Hanakawa
  • Organizer: 1st OIST x CiNET workshop