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Study on high safety human interface based on measurement of brain function during transient cerebral hypoperfusion

Research Project

Project/Area Number 20K11902
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

ISHIBASHI Keita  千葉大学, デザイン・リサーチ・インスティテュート, 准教授 (40325569)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 赤間 章英  前橋工科大学, 工学部, 助教 (00847733)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords脳血流調節 / 脳機能 / ヒューマンインタフェース / 事象関連電位 / 聴性脳幹反応 / 起立性循環調節 / 正弦波下半身陰圧負荷
Outline of Research at the Start

本研究は,一過性の脳血流低下時に脳機能がどのように変化するのかを脳波測定を用いて明らかにし,脳機能が十全に保たれていない状態を想定した,ヒューマンエラーにつながる潜在的な要因を見出し,より安全性の高いヒューマンインタフェースを考察することを目的とする。一過性の脳血流低下を引き起こす手法として,簡便に高い再現性で脳血流の低下させることが可能な,正弦波下半身陰圧負荷(SLBP)を用いる。本研究は,SLBP時の脳機能の変化を明らかにし,より安全性の高いヒューマンインタフェースを考察する。

Outline of Final Research Achievements

The present study focused on changes in human brain function during a transient decrease in cerebral blood flow caused by sinusoidal lower-body negative pressure to investigate evaluation methods for human interfaces that can be used in severe conditions where brain function is not fully preserved. The experimental results showed that fluctuations in cerebral blood flow affected responses in the brainstem, which is the entry point for information, but not event-related potentials, which reflect higher cognitive function. This result suggests the robustness of higher brain functions to fluctuations in cerebral blood flow. In contrast, the existence of compensatory effects on other brain functions is an issue for further investigation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳血流と脳機能の関係についてこれまで多くの検討がなされてきたが,立ちくらみ様の一過性の脳血流低下時における脳機能の変化は,脳血流を高い再現性で変動させる手法が普及していないこともあり研究例も限られていた。今回の研究では,正弦波下半身陰圧負荷が高い再現性で脳血流を変動させる手法であることが明らかとなった,また,脳血流変動時の脳機能の変化を脳幹部の反応と高次の処理を反映する事象関連電位の両方で確かめることができた。これら点で学術的な意義があったものと考える。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Presentation] Effect of transient cerebral hypoperfusion on event-related potentials for spatial stimulus-response compatibility2024

    • Author(s)
      Keita ISHIBASHI
    • Organizer
      The Aerospace Medical Association’s 94th Annual Scientific Meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 重力ストレスを考える2023

    • Author(s)
      石橋圭太
    • Organizer
      日本生理人類学会第84回大会 シンポジウム「ストレスを考える」人類学関連学会五学会合同公開シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 下半身陰圧負荷を用いた起立性循環調節に関する研究2022

    • Author(s)
      石橋圭太
    • Organizer
      日本生理人類学会2021年度学会各賞受賞講演会(オンライン)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 正弦波下半身陰圧負荷が聴性脳幹反応に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      石橋圭太, 赤間章英, 吉田尚央, 岩永光一
    • Organizer
      日本生理人類学会第83回大会(京都)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of transient cerebral hypoperfusion on human auditory brainstem responses2021

    • Author(s)
      Ishibashi K, Akama T, Yoshida H, Iwanaga K
    • Organizer
      Experimental Biology 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of Transient Cerebral Hypoperfusion on Human Auditory Brainstem Responses2021

    • Author(s)
      Keita ISHIBASHI, Takahide AKAMA, Hisao YOSHIDA, Koichi IWANAGA
    • Organizer
      Experimental Biology 2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 実験室実験における生理反応からみた個人差2020

    • Author(s)
      石橋圭太
    • Organizer
      日本生理人類学会第81回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

URL: 

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

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