2017 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions |
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| Project/Area Number |
26120005
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
淺間 一 東京大学, 工学系研究科精密工学専攻, 教授 (50184156)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 宏和 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (00332320)
井澤 淳 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20582349)
近藤 敏之 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60323820)
矢野 史朗 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90636789)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 脳内身体表現 / 運動主体感 / 身体所有感 / Fast Model / Slow Model / リハビリテーション / バーチャルリアリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
四肢の欠損した患者や統合失調症の患者は，自分の身体への所有感が低下することや自分の運動に対して主体感が持てなくなり，健常者と比べて脳内身体表現が変容していることが知られている．本年度はこの身体所有感や運動主体感が脳内身体表現の変容に対してどのように影響を与えるのか定量的に評価し，数理モデルの構築を行った．
具体的には，健常者に対してラバーバンド錯覚という現象を起こした上で，身体所有感と運動主体感がそれぞれ感じられない条件で，脳内身体表現がどのように変化するか調べた．その結果，被験者が能動的に動くことで，運動主体感は増し，ラバーバンド錯覚で呈示する腕の映像が実際のものと異なる時には，身体所有感が低下することがわかった．次に脳内身体表現の変容に対して，身体所有感と運動主体感が与える影響を定量的にモデル化した結果，対象とする被験者の数回の試行データを用いることで，変容がどの程度進むかを推定することができるようになった．
またこのような知見を実際のリハビリテーションに応用可能なプラットフォームとして，バーチャルリアリティ環境の運動介入システムの実装を行った．これは使用者の腕の運動と筋活動を計測し，それをリアルタイムで使用者にフィードバックするシステムである．このシステムを使うことで，実際に使用者が行っている運動とは異なる結果を返したり，あえて運動を過剰に表示することで，運動を誘導することができることが分かった．
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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
本計画研究では，脳内身体表現のモデル構築を行い，それを四肢欠損患者のリハビリや統合失調症患者の治療に活用することを目的としている．本年度では，身体所有感や運動主体感が脳内身体表現の変容にいかに影響するかを定量的に評価し，モデル化を行うことができた．またリハビリテーションシステムとして活用可能なバーチャルリアリティ環境を構築することができ，研究は順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに解明された脳内身体表現に寄与する運動主体感や身体所有感の条件を実際のリハビリテーションシステムに実装し，その効果を実際の患者で検証する．
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[Presentation] Clarification of Muscle Synergy Structure During Standing-up Motion of Healthy Young, Elderly and Post-Stroke Patients2017
Author(s)
N. Yang, Q. An, H. Yamakawa, Y. Tamura, A. Yamashita, K. Takahashi, M. Kinomoto, H. Yamasaki, M. Itkonen, F.S.K. Alnajiar, S. Shimoda, H. Asama, N. Hattori, and I. Miyai
Organizer
15th IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics
Int'l Joint Research
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[Presentation] 片麻痺患者の起立動作のリハビリテーションにおける理学療法士の技能の解析2017
Author(s)
湖上碩樹, Qi An, 楊濘嘉, 山川博司, 田村雄介, 山下淳, 淺間一, 山崎弘嗣, Matti Itkonen, Fady Shibata-Alnajjar, 下田真吾, 服部憲明, 木野本誠, 高橋幸治, 藤井崇典, 乙宗宏範, 宮井一郎
Organizer
計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2017（SSI2017）
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[Presentation] Clarication of Muscle Synergy Structure During Standing-up Motion of Healthy Young, Elderly and Post-Stroke Patients2017
Author(s)
Ningjia Yang, Qi An, Hiroki Kogami, Hiroshi Yamakawa, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita, Hajime Asama, Shingo Shimoda, Hiroshi Yamasaki, Matti Itkonen, Fady Shibata-Alnajjar, Noriaki Hattori, Makoto Kinomoto, Kouji Takahashi, Takanori Fujii, Hironori Otomune and Ichiro Miyai
Organizer
計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2017（SSI2017）
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