2017 Fiscal Year Annual Research Report
Physiological mechanism of the Forehead NIRS response during mental load
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16H02890
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高橋 俊光 大阪大学, 生命機能研究科, 招へい研究員 (00250704)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 皮膚血流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「こころ」の状態を測るヒューマンインターフェースの新たな生理指標として、前額部皮膚血流を検討するため、３つの観点から、心的負荷時における生理データの収集・解析を試みた。第一は、心理負荷時の顔面全体の皮膚血流計測により、顔面皮膚血流に現れる心的負荷に対する自律神経応答の時空間特性を明らかにしようとするという観点である。頭部の皮膚血管平滑筋のイオンチャネルの種類とその空間分布は一様でなく、同様の心的負荷に対しても、皮膚血流変化は部位により大きく異なることが予想される。そこで、頭部皮膚血流を、従来の「点」ではなく、「面」で広範囲に計測できるレーザスペックル血流画像化装置を新たに導入し、心理負荷に対する自律神経応答を時空間的に詳細に調べることとした。昨年度に引き続き計測をすすめ、合計１９名の健常被験者に対し実施できた。
第二は、心的負荷時の自律神経活動の中枢ネットワークを同定しようとうる観点である。これには、心理負荷時の脳全体の活動を計測するとともに、皮膚血流および他の自律神経指標を同時計測する必要がある。そこで、種々の心理負荷時のfMRI実験を、指尖脈波、前額部皮膚血流、および瞳孔径を同時計測しながら行なうこととした。ここで課題は、心的負荷が期待できる言語流暢性課題に加え、デフォルトモードネットワークの同定のための安静課題を計画し、昨年度に続き、合計２１名の計測を実施できた。
第三は、心的負荷時の神経活動ネットワークのダイナミクスを明らかにしようとする観点である。fMRIは空間解像度に優れており、かつ脳全体の活動を探索できるものの、脳血流変化を見ているため、時間分解能は神経活動と比べ高くない。そこで、神経電気活動を計測可能な脳磁図(MEG)を用いて心理負荷時の脳電気活動を計測すると同時に、手指の皮膚血流及び瞳孔経の計測を計画した。健常被験者１名に対し実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
全体として、やや遅れていると自己評価する。第一の心理負荷時の顔面全体の皮膚血流計測では、被験者が課題中に動いてしまった場合の補正が問題となり、試行錯誤を繰り返しているため、解析の遅れが生じている。第二の心理負荷時のfMRI実験では、実験装置の使用時間の確保や被検者確保の都合により、合計２１名のデータの収集に時間がかかり、解析の方が本格的に行えていない。第三の心的負荷時の脳磁図計測実験では、実験系を組み立てた段階で、所属の異動となったため、１名にみの計測にとどまっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、第一の心理負荷時の顔面全体の皮膚血流計測および第二の心理負荷時のfMRI実験の２実験に関しては、十分な人数のデータが収集できたため解析を進めていく。具体的には、種々の生理指標および計測モダリティの多次元データを、dynamical network analysisの手法などを導入して総合的に解析を行い、心的負荷時と安静時（閉眼および開眼）の条件間での脳活動ネットワークの動的特性を詳細に調べることで、律神経活動、脳波律動、安静時脳活動との関連性を明らかにすることを目指す。
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