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Establishment of a predictive model unsafe driving and elucidation of the neural basis among the elderly people using artificial intelligence.

Research Project

Project/Area Number 20H03607
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 52030:Psychiatry-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

YAMAGATA Bun  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (30439476)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小竹 元基  東京工業大学, 工学院, 教授 (10345085)
平野 仁一  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60574910)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Keywords高齢者の運転研究 / 不安全運転 / 実車運転 / 脳画像 / 機械学習 / AI解析 / 高齢者 / 自動車運転 / 認知機能 / 高齢運転者 / 不安運転 / 神経心理 / 予測モデル / 運転技能評価 / 脳画像研究 / 医工連携
Outline of Research at the Start

高齢運転者を対象とした運転免許証更新時の検査は、認知症のスクリーニング検査として有用であるが、健常者やMCIの不安全運転のリスクについて評価できない。さらに注意欠如多動性障害(ADHD)においても不注意による運転事故の報告がある。そこで、本研究は以下を検証する。①ドライブレコーダを搭載した実車を用いて運転行動データを集積し、不安全運転の定量評価を新たな運転技能指標を確立する。②人工知能技術を用いて、神経心理検査や脳画像データから、不安全運転リスクの予測モデルを確立する。健常者やMCI、ADHDにおいて、どのような認知機能や脳内ネットワークの障害が不安全運転のリスクと関連しているか明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

We attempted to create a model to predict unsafe driving behavior at stop-and-go intersections using AI technology. The results showed that first-time immediate replay scores on the Rey Auditory Verbal Learning Test were strongly associated with risk of unsafe driving. Next, we used MRI to determine the association between gray matter volume changes in the dorsolateral prefrontal-parietal region and risk of unsafe driving in healthy elderly people. Furthermore, using diffusion-weighted imaging, we showed that the white matter structure of the superior longitudinal bundle was impaired in the unsafe driving group. We thus report for the first time in the world the possibility that attentional dysfunction based on abnormalities in the dorsal attentional network is associated with the unsafe driving of healthy elderly people using AI technology.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本邦において75歳以上の高齢運転者を対象とした運転免許証更新時の認知機能検査は、認知症のスクリーニング検査として有用であるが、健常高齢者や軽度認知機能障害の不安全運転のリスクを評価することができない。本研究の最大の社会的意義として、現在の道路交通法では見逃されている健常高齢運転者の交通事故防止への新たな支援法へ大きく寄与する不安全運転の予測モデルを確立したことである。さらに、その神経生物学的バックグラウンドとして、MRIを用いて背側注意ネットワーク異常に基づく注意機能障害が健常高齢者の不安全運転に関与している可能性を世界で初めて報告した。この学術的意義も非常に高いと考える。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 2022 2020

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 3 results,  Peer Reviewed: 2 results)

  • [Journal Article] Establishing a predictive model for unsafe driving in the elderly using artificial intelligence and elucidating the neural basis2023

    • Author(s)
      Yamagata Bun, Yamamoto Yasuharu, Shino Motoki
    • Journal Title

      Impact

      Volume: 2023 Issue: 2 Pages: 65-67

    • DOI

      10.21820/23987073.2023.2.65

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] White matter alterations in the dorsal attention network contribute to a high risk of unsafe driving in healthy older people2022

    • Author(s)
      Yamamoto Yasuharu、Hirano Jinichi、Ueda Ryo、Yoshitake Hiroshi、Yamagishi Mika、Kimura Mariko、Kamiya Kei、Shino Motoki、Mimura Masaru、Yamagata Bun
    • Journal Title

      Psychiatry and Clinical Neurosciences Reports

      Volume: 1 Issue: 3 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1002/pcn5.45

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regional Gray Matter Volume Identifies High Risk of Unsafe Driving in Healthy Older People2020

    • Author(s)
      Yamamoto Yasuharu, Yamagata Bun, Hirano Jinichi, Ueda Ryo, Yoshitake Hiroshi, Negishi Kazuno, Yamagishi Mika, Kimura Mariko, Kamiya Kei, Shino Motoki, Mimura Masaru
    • Journal Title

      Frontiers in Aging Neuroscience

      Volume: 12 Pages: 1-11

    • DOI

      10.3389/fnagi.2020.592979

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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