2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development and validation of neuroprosthesis to enhance memory consolidation of motor learning
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16K16467
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| Research Institution | National Center for Geriatrics and Gerontology |
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Principal Investigator |
加藤 健治 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 健康長寿支援ロボットセンター, 室長 (30771216)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ブレイン・マシーン・インターフェース / 神経補綴装置 / 事象関連脱同期 / 経頭蓋磁気刺激法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、運動機能と運動学習記憶の増強を目的とした神経補綴装置の開発および検証を目指している。前年度では、小型マイコンを用いて頭頂部から導出した頭皮脳波を記録し、ロックインアンプを用いて、運動企図・遂行に伴って出現するAlpha（8-13 Hz）、Beta（14-35 Hz）帯域の事象関連脱同期現象（Event-related desynchronization: ERD）および記憶定着関連脳波（e.g. 睡眠紡錘波、睡眠徐波）の瞬時振幅推定アルゴリズムを開発した。その結果、ロックインアンプを用いた推定法は、従来のフーリエ変換による推定法と比較して、脳波振幅の推定時刻、推定精度、推定正確度の点で、有意な向上を確認した。昨年度は前年度の結果を受けて、ロックインアンプによる脳波推定法を用いることで、運動皮質興奮性の評価精度の向上に繋がるか検証を行った。具体的には、フーリエ変換（従来法）とロックインアンプ（提案法）を用いて運動皮質直上のERDを推定し、ERDが35%と70%に達した直後の手首伸筋の誘発筋電位の標準偏差を評価した。
1) 両手法において、安静時より運動イメージ中のERD35%と70%に達した直後の方が、誘発筋電位が有意に増加した。また、その誘発筋電位は、ERD35%よりもERD70%の方が増加した。
2) 運動イメージ中のERD35%と70%に達した直後の誘発電位の標準偏差は、提案法の方が従来法と比較して有意に減少した。
これらは、フーリエ変換を用いた従来法と比較して、推定時刻・精度・正確度の点で優れているロックインアンプによる脳波推定アルゴリズムの方が、運動皮質における興奮性をより正確に評価できることを支持する結果であった（Takahashi et al., J Neuroeng Rehab, 2018）。
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Research Products
(1 results)
