2018 Fiscal Year Annual Research Report
記憶・想起の脳機能ネットワークの解明と認知症早期治療システムの構築
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18H01411
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
呉 景龍 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 教授 (30294648)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 康二 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (20212540)
高橋 智 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 准教授 (20236277)
美馬 達哉 立命館大学, 先端総合学術研究科, 教授 (20324618)
楊 家家 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (30601588)
呉 瓊 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (40762935)
江島 義道 岡山大学, 自然科学研究科, 客員教授 (60026143)
于 英花 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 特別研究員(RPD) (60812039)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 記憶・想起 / 脳機能ネットワーク / 多感覚処理 / 認知症早期治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では、まず、脳機能解明の装置とタスクの従来研究開発の経験を活かして、fMRI高磁場環境で視覚・聴覚・触覚の多感覚による短期記憶と想起の実験・訓練タスクを提示できる脳機能研究の専用実験装置を研究開発した。特に、触覚刺激装置については、高磁場環境を考慮して非磁気素材を選定し、空気圧制御による力学を提示できる実験装置を製作した。視覚・聴覚・触覚のマルチ刺激の併用による記憶機能を増進できる実験・訓練タスクの考案については、最新関連研究を調査した上、視覚と触覚との共通性を有する空間パターンの短期記憶タスクを新に提案した。次に、脳機能ネットワークと記憶脳機能の従来研究成果を活かして視覚・聴覚・触覚の同時刺激及び脳波とfMRIの時空間計測という複眼的観点から記憶・想起脳機能実験を設計し、代表者の研究室と共同研究先の病院で関連実験を実施した。得られた実験データに基づいて独自に開発した多感覚モダリティ・マルチメディア解析、ディープラーニングなどの機械学習手法を用いて実験データの統合処理を通じて、短期記憶と想起の脳機能ネットワークを検討している。さらに、空間パターンの短期記憶・想起の脳機能ネットワークの知見に基づいて、想起による短期記憶能力を回復する認知症早期治療モデルを検討している。得られた研究成果はFrontiers in human neuroscience, Parkinson's Disease, Information, International Journal of Psychophysiologyなどの国際雑誌に掲載されている。研究成果はIEEE,ICMEなどの関連学術会議でも発表された。
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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
本年度の研究計画では、まず、脳機能解明の装置とタスクの従来研究開発の経験を活かして、fMRI高磁場環境で視覚・聴覚・触覚の多感覚による短期記憶と想起の実験・訓練タスクを提示できる脳機能研究の専用実験装置を研究開発した。特に、触覚刺激装置については、高磁場環境を考慮して非磁気素材を選定し、空気圧制御による力学を提示できる実験装置を製作できた。視覚・聴覚・触覚のマルチ刺激の併用による記憶機能を増進できる実験・訓練タスクの考案については、最新関連研究を調査した上、視覚と触覚との共通性を有する空間パターンの短期記憶タスクを新に提案できた。次に、脳機能ネットワークと記憶脳機能の従来研究成果を活かして視覚・聴覚・触覚の同時刺激及び脳波とfMRIの時空間計測という複眼的観点から記憶・想起脳機能実験を設計し、独自に開発した多感覚モダリティ・マルチメディア解析とディープラーニングなどの手法を用いて実験データの統合処理を通じて、記憶・想起の脳機能ネットワークを研究している。それから、記憶・想起の脳機能ネットワークの知見に基づいて、想起による記憶能力を回復する認知症早期治療モデルを研究している。
以上の研究計画は研究実績の概要に記述されているとおり、順調に進行されて、予定されている関連研究成果も取得できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は以下の方策を用いて推進していく。まず、脳機能解明の装置とタスクの従来研究開発の経験を活かして、fMRI高磁場環境で視覚・聴覚・触覚の多感覚による記憶・想起タスクを提示できる脳機能研究の専用実験装置をさらに改良して、多チャンネル実験装置を研究開発し、視覚・聴覚・触覚とtDCSのマルチ刺激の併用による記憶機能を増進できる新しい実験タスクを考案する。次に、脳機能ネットワークと記憶脳機能の従来研究成果を活かして視覚・聴覚・触覚とtDCSの同時刺激及び脳波とfMRIの時空間計測という複眼的観点から記憶・想起脳機能実験と訓練実験を設計し、独自に開発した多感覚モダリティ・マルチメディア解析とディープラーニングなどの手法を用いて実験データの統合処理を通じて、短期記憶・想起の脳機能ネットワークを解明する。それから、記憶・想起の脳機能ネットワークの知見に基づいて、想起による記憶能力を回復する認知症早期治療モデルを提案する。
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[Presentation] Development of orientation stimulus-presentation device used for tactile discrimination threshold task.2018
Author(s)
Ting Guo, Yinghua Yu, Yanna Ren, Yiyang Yu, Yuuki hasegawa, Ryosuke Goto, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima1, Jinglong Wu.
Organizer
International Conference on Complex Medical Engineering (ICME)
Int'l Joint Research
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