2017 Fiscal Year Research-status Report
立体感覚刺激と経頭蓋交流電流刺激による半側空間失認脳の機能再生プログラムの構築
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17K01527
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
後藤 純信 国際医療福祉大学, 福岡保健医療学部, 教授 (30336028)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 半側空間失認 / 立体感覚刺激 / 誘発電位・誘発脳磁界 / 交流電流刺激 / 安静時機能的MRI / 脳波周波数解析 / γ帯域律動波 / 直流電流刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は、立体感覚刺激として、視覚刺激は24インチ液晶黒色背景画面(視角20x16度)に視角0.1度の白色ドット1000個をランダムに配置し、画面中央部(視角10x8度)に奥行きをつけ立体感を描出する刺激を作成し、背景画面にランダムに配置された白色ドット1000個が、ランダム運動(RM)、共同運動(コヒーレント)レベル90 %の水平方向(HO)、放射状方向(OF)に運動する立体運動刺激を描出した。刺激呈示は、各刺激画像をランダムに500ms呈示し刺激間隔を1000ms、中央固視点のみの黒色背景画面を呈示した。刺激毎150回加算平均し、被検者の疲労を予防する目的で3分(刺激呈示回数90～100回)毎に休憩させた。この視覚刺激を健常中高年者群(年齢45-70歳) 10名に呈示し、ERPとMEGの同時記録を行い、現在各刺激トリガで誘発されたMEGやERPの主成分の振幅や潜時の相違，頭皮上分布を解析中である。
一方触覚立体刺激は、非磁性体のピエゾ型触覚器装置(ケージーエス社製)を用いて、アルファベットのEを立体的に認知できるように触知ピンを立ち上げて、左手掌に触知させて、その時の脳波変化とMEGを記録したが、刺激呈示時間は10～20ミリ秒、刺激間隔は500ミリ秒500回の刺激を加算平均した。その結果、脳波および脳磁図での微細な筋電図や手掌の発汗による背景雑音が消去できず、背景雑音を除去できるような刺激状態の改良を行い、予備実験を施行している。
さらに、安静時機能的MRIは、健常者10名と半側空間失認患者10名で記録し、現在データの解析中である。
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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
概ね研究の進捗状況は順調であるが、当初計画していた触覚刺激では、脳波や脳磁場計測の際に背景雑音が完全に除去できないため、現在刺激出力と記録方法を改良し、予備実験を再度行っているところで、この部分に関してやや研究の進展が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、視覚および触覚の立体感覚の脳内情報処理機構の解明のため、本年度構築した刺激方法と記録方法で、健常者と半側空間失認患者の脳波・脳磁図のデータ取得と解析を行う。さらに安静時機能的MRIを記録して、脳内ネットワークモデルによるUSAの病態メカニズム解明を行う。
＜脳磁図と脳機能画像によるUSA脳の機能障害メカニズムの解明＞
1)ERPとMEGの同時記録と解析：非磁性体脳波記録用電極を国際10-20法で頭皮上に設置し、全頭型306chの脳磁計センサに頭部を固定する。視覚刺激実験では刺激中心部の固視点を固視させ、触覚刺激実験では安静閉眼仰臥位で、ERPとMEGを同時計測する。解析時に眼球運動の影響を排除する目的で、記録中の眼球運動を眼瞼上に設置したシールド電極より記録する。被検者の疲労による反応の変化を予防する目的で、3分(刺激呈示回数150～180回)毎に休憩をとる。解析は、各刺激トリガで誘発されたMEGやERPの主成分の振幅や潜時の相違，頭皮上分布を検討する。また、USA群ではMEGの微小脳磁場活動を高速フーリエ解析を行って周波数ごとの相違を健常側と患側で比較検討する。
2)fMRI記録と解析： fMRI記録は、障害を持つ被検者でも安易に記録できるresting state fMRIで行う。通常のMRI記録と同様に被検者を安静閉眼臥位にして記録する。脳血流を基にした脳の機能ネットワークを共分散構造分析ソフト(LISREL)で解析し、結果を標準脳に投射して関心領域のネットワークの相違を、健常群とUSA群で比較検討する。
＜脳内ネットワークモデルによるUSAの病態メカニズム解明＞ ・ERP主成分や微小磁場成分の脳内分布変化とfMRIの解析結果から立体感覚情報処理の脳内ネットワークモデルを作成し、健常群とUSA群における情報処理の相違を検討しUSAの病態に迫る。
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| Causes of Carryover |
本年度購入予定であったピエゾ型触覚刺激装置について、施設共同研究を行っている九州大学大学院医学研究院臨床神経生理学教室より機材の借用ができたためである。次年度は研究上必要な眼球運動計測装置を購入する予定である。
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