| Project/Area Number |
23KJ1643
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
堀之内 峻之 広島大学, 医系科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 認知運動機能 / 脳律動 / 前頭前野 / リハビリテーション / 自動車運転 / 反応時間 / Go/No-go課題 / 歩行開始動作 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，交通ルールに沿った行動を支える認知運動機能の神経基盤を解明し，安全運転の遂行の妨げになり得る脳領域間のコネクティビティの修正手段を確立することで，自動車運転に必要な認知運動機能のリハビリテーション方法の構築に必要な基礎データを提供することを目的とする．
『グラフ理論による脳機能ネットワーク解析』を用いて交通ルールに沿った行動を支える神経回路の詳細を解明し，安全運転の遂行の妨げになり得る脳領域間のコネクティビティの修正に『経頭蓋静磁場刺激』を用いることで，簡易かつ安価な手法で高齢者がより長い期間優良ドライバーとして社会参加することが可能となる社会を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，以下の課題に取り組んでいる．1）交通ルールに準拠した行動の選択を支える脳内ネットワークを解明する．2）加齢に伴い変化するこの脳内ネットワークの特徴を明らかにする．3）経頭蓋静磁場刺激により安全運転に適した脳内ネットワークの再編成を誘導する．
これまでの研究によって，交通ルールに関する色の先行知識に反するGo/No-go課題（赤Go/青No-go課題）では先行知識に沿った課題（青Go/赤No-go課題）と比較して反応時間（視覚刺激提示からボタン押下までの時間）が遅延することが明らかになっている．令和5年度は，その神経生理学的背景を明らかにするために，課題中の脳律動を脳波の時間周波数解析を用いて比較した．その結果，両側前頭前野において，青色刺激時に有意に強いβ帯域の事象関連脱同期及びθ帯域の事象関連同期が認められた．また，左前頭前野において，赤Go試行時にθ帯域の事象関連同期の開始が有意に遅延した．これらのことから，前頭前野領域における脳律動様式が視覚刺激に対応した運動の選択と実行に関与していることが示唆された（Horinouchi et al., Cortex, 2023）．今後は，運動の計画に関与する前頭前野領域と，実行に関与する感覚運動野領域との機能的連結について詳細な検討を行う．また，交通ルールに関する色の先行知識が歩行開始動作に及ぼす影響の調査も行った．課題中の筋活動及び足圧中心を評価した結果，赤Go/青No-go課題において，歩行開始前の筋活動開始が有意に遅延した一方で，足圧中心の移動時間に有意な差は生じなかった．視覚刺激の提示に対して素早く足を踏み出すという課題において，色が持つ先行知識と選択する行動の乖離は認知的な負荷となり得るが，歩行動作の開始そのものには影響を及ぼさないことが示唆された．本研究結果は国際科学雑誌に投稿中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に沿って，課題中の脳律動を脳波の時間周波数解析を用いて評価した結果，前頭前野における脳律動の違いを明らかにすることができ，その研究成果が国際科学雑誌に受理された．また，交通ルールに関する色の先行知識が歩行開始動作に及ぼす影響についての研究結果も国際科学雑誌へ投稿中である．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに，自動車運転者のアクセル及びブレーキ操作に，視覚刺激が含有する意味が及ぼす影響に関するパイロットスタディも行っている．健常若年成人を対象とした選択反応課題において，アクセルを踏む反応時間は赤色刺激より青色刺激で，反対にブレーキを踏む反応時間は青色刺激より赤色刺激で早い傾向があることを確認した．この結果を踏まえて令和6年度は，高齢被験者をリクルートし，交通ルールに即した，あるいは反した視覚刺激に応じたアクセルとブレーキ操作の反応時間の違い，そして加齢に伴う脳内ネットワークの変化について詳細な検討を行う．
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