Analysis of neural oscillations involved in human swallowing and decoding of swallowing-related neural activities

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K18366
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Hashimoto Hiroaki 大阪大学, 国際医工情報センター, 招へい研究員 (50770674)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 嚥下 / High γ活動 / 頭蓋内電極 / 深層転移学習

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated swallowing-related neural-oscillatory activities using intracranial electroencephalogram.
High γ activities involved in swallowing were observed in the cortex along the Sylvian fissure. Next, we demonstrated that combination with the high γ activities related to swallowing and deep transfer learning enabled us to decode patient's swallowing will at approximately 75% accuracy.

Free Research Field

神経生理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

嚥下（飲み込み）機能が障害されると誤嚥がおき、窒息や肺炎を引き起こし、ときには生命の危機にも関与する。嚥下障害に対する新たな試みとして脳や喉、頸部を電気などにより刺激するニューロモデュレーション療法が行われており一定の効果も報告されている。しかし、刺激の条件に関しては一定の見解がない。本研究により嚥下時に大脳外側領域が活動することが分かり、同部位がニューロモデュレーション療法の潜在的な刺激目標になりうることを示すことができ、学術的に意義深い。