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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Neural mechanisms of interaction between the extended body and environment.

Research Project

Project/Area Number 15H03126
Research InstitutionDokkyo Medical University

Principal Investigator

神作 憲司  獨協医科大学, 医学部, 教授 (60399318)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高野 弘二  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 脳機能系障害研究部, 研究員 (00510588)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords自己 / 環境 / 身体 / BMI
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、拡張された身体と環境との相互作用の脳内表現を明らかとすることを目的として、人工的な介入によって身体と環境の関係がどのように変化していくのかに着目し研究を進めた。これまでの研究では、両手に数十から数百ミリ秒の時間差のある刺激を提示してその時間順序を判断する課題を、切断肢の患者が義手を装着した状態と義手を装着していない状態で実施し、切断肢患者が触覚刺激を切断肢の断端ではなく、義手の先端への刺激として知覚していることと、その知覚には視覚情報が重要であることを示唆する結果を得て、その内容について論文にまとめ発表した。
本年度は、健常者と切断肢患者を対象として、ラバーハンド錯覚課題を、通常の触覚刺激などを提示することで錯覚を生じさせる手法ではなく、自身の筋活動により運動補助装置を操作することで錯覚を生じさせる手法にて調査した。その結果、手関節とロボットの関節が同じ向きに動くin-phase条件で身体所有感が運動補助装置に拡張し、異なる向きに動くout-of-phase条件ではこの効果は小さくなることが確認された。この際、運動主体感も運動補助装置に拡張した。さらに健常者では、in-phase条件にて知覚される手の位置が運動補助装置に近づく現象(proprioceptive drift)が確認された。これらの結果を論文にまとめ発表した。その神経基盤について詳細な調査を行うために、動物における身体性拡張に関する実験系を開発してきており、これまでマウスの尾にラバーハンド錯覚と類似の錯覚が生じることを報告した。この系において免疫組織実験および電気生理実験をすすめ、免疫組織実験において多感覚ニューロンがこうした神経基盤の候補となることなどを見出した。また研究代表者の異動に伴い、獨協医科大学においてもマウスのスパイク計測など電気生理実験を行う環境を構築した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] オックスフォード大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      オックスフォード大学
  • [Int'l Joint Research] テュービンゲン大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      テュービンゲン大学
  • [Int'l Joint Research] オスロ大学(ノルウェー)

    • Country Name
      NORWAY
    • Counterpart Institution
      オスロ大学
  • [Journal Article] Long-term use of a neural prosthesis in progressive paralysis.2018

    • Author(s)
      Okahara Y, Takano K, Nagao M, Kondo K, Iwadate Y, Birbaumer N, Kansaku K
    • Journal Title

      Scientific reports

      Volume: 8 Pages: 16787

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35211-y

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Comparison of four control methods for a five-choice assistive technology.2018

    • Author(s)
      Halder S, Takano K, Kansaku K
    • Journal Title

      Frontiers in human neuroscience

      Volume: 12 Pages: 228

    • DOI

      10.3389/fnhum.2018.00228

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Body ownership and agency altered by an electromyographically controlled robotic arm.2018

    • Author(s)
      Sato Y, Kawase T, Takano K, Spence C, Kansaku K
    • Journal Title

      Royal Society open science

      Volume: 5 Pages: 172170

    • DOI

      10.1098/rsos.172170

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Decoder construction for MEG signals in a subitizing task.2019

    • Author(s)
      Takano, K., Kansaku, K.
    • Organizer
      The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Body ownership and agency altered by a robotic arm controlled by electromyography of elbow muscles.2019

    • Author(s)
      Kawase, T., Kono, K., Cho, K., Kato, E., Kansaku, K.
    • Organizer
      The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lower C-Fos expressions in the posterior parietal cortex during rubber tail task in Caps2 KO mice.2019

    • Author(s)
      Wada, M., Ide, M., Atsumi, T., Takano, K., Sano, Y., Shinoda, Y, Kansaku, K.
    • Organizer
      The 96th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高周波点滅視覚刺激を用いたSSVEP型-BMIアシストロボットの実装.2018

    • Author(s)
      櫻田武、神作憲司.
    • Organizer
      第5回脳神経外科BMI懇話会
  • [Presentation] Utility of peripheral visual field in the SSVEP-based brain-computer interface.2018

    • Author(s)
      Takano, K., Morita-Hayashi, N., Kansaku, K.
    • Organizer
      The 48th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EMG-controlled robotic arm intended to be incorporated into body representation.2018

    • Author(s)
      Kawase, T., Sato, Y., Kansaku, K.
    • Organizer
      The 41st Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Operation of a SSVEP-based BMI in a patient who progressed to the completely locked-in state.2018

    • Author(s)
      Okahara, Y., Takano, K., Nagao, M., Iwadate, Y., Kansaku, K.
    • Organizer
      The 41st Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳情報の解析と利用2018

    • Author(s)
      神作憲司
    • Organizer
      第48回千葉大学脳神経外科医会研究会
    • Invited
  • [Presentation] 脳からの情報を利用する:神経生理学に何が出来るか?2018

    • Author(s)
      神作憲司
    • Organizer
      北海道大学大学院医学研究院・第129回ニューロサイエンス談話会
    • Invited
  • [Presentation] 神経難病領域における脳情報利用の試み2018

    • Author(s)
      神作憲司
    • Organizer
      日本難病看護学会・企画セミナー/箱根病院・箱根で学ぶ神経難病看護シリーズ
    • Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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