2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K12597
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
和田 安弘 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70293248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 潔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40185187)
南部 功夫 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (40553235)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 等時性 / 計算論的モデル / 筋電 / 脳波 / 機能的結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究のアプローチは、ヒト運動制御に関する脳の計算論的アプローチの知見をベースに筋電や運動計測技術による身体運動計測と脳のイメージング計測の両方を組み合わせて、運動機能の変化を計算論的モデルから評価し、運動機能の変容を抑制するプログラム開発に結び付ける研究開発を実施するものである。本年度も昨年度から引き続き、ヒト腕運動においてよく観測される等時性現象（八の字のような大小の円を続けて書く場合に、大小の円を描く運動時間が運動距離が異なるにもかかわらず等しくなる現象）に注目している。
本年度は以下の研究を推進した。
（１）等時性は大小の円の運動時間が等しくなる現象と捉えられているが、我々は大小の円を描く運動指令に基づく関係モデルを提案している。しかしながら、そのモデルは、腕運動の関節トルクによって表現されている。本年度はより脳からの運動指令に近似されると考えられる計測データとして筋電を用いて上述のモデルでの妥当性を検討した。脳から筋肉への運動指令である筋電（EMG）信号を測定し、周期的描画運動時の等時性の評価をおこなった。実験では、異なる運動距離の2 重楕円や8 の字を描画した時のEMGを用いて上述のモデルで解析した。その結果、運動時間比よりEMGの方が運動距離比の増加に対する変化が小さいことが分かつた。この結果は、運動距離比が変化してもEMG の比はほぼ一定であり、EMG から等時性を説明できる可能性を示唆している。
（２）また、EEGの解析方法の検討をすすめており、脳波の位相同期現象を脳領域間の時系列変化に着目した脳の機能的ネットワーク解析を検討し、定量的に評価する手法を提案した。今後、等時性現象の脳波解析において、本手法を適用して検討する予定である。
（３）EEGのみならずｆNIRSでの検討も見据えて、NIRS信号の頭皮血流除去の比較的簡便な方法を確立した。
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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
平成28年度は計算論的モデルによって示唆される内容が、運動指令により近いEMGによって成立するかどうかを検討すること、および、脳波による解析方法の検討を実施することを計画しており、ほぼ順調に進捗したと判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は、これまでの研究を継続してすすめる。まずは、若年者を被験者とした実験を推進して若年者において示唆できるものをまとめる。等時性のみならず、Fitts’ Lawについても検討を進め、計算論的モデルの妥当性を検証していく。また、老年の被験者の可能性を検討する。
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| Causes of Carryover |
国内研究会等での成果報告を予定していたが次年度への発表に変更したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
成果報告のための旅費として使用する予定である。
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[Journal Article] Reduction of global interference of scalp-hemodynamics in functional near-infrared spectroscopy using short distance probes2016
Author(s)
Takanori Sato, Isao Nambu, Kotaro Takeda, Takatsugu Aihara, Okito Yamashita, Yuko Isogaya, Yoshihiro Inoue, Yohei Otaka, Yasuhiro Wada&, Mitsuo Kawato, Masa-aki Sato
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Journal Title
NeuroImage
Volume: 14
Pages: 120-132
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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