2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19H01126
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
神作 憲司 獨協医科大学, 医学部, 教授 (60399318)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松崎 政紀 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50353438)
川瀬 利弘 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (40633904)
藤木 聡一朗 獨協医科大学, 医学部, 講師 (90770173)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 自己 / 身体 / 環境 / BMI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、BMI技術等によって拡張された身体を手掛かりとすることで自己意識の脳内情報処理を解析し、これにより自己の認識のための基礎となる脳内機構を明らかとすることを目的とする。
本年度は、ヒトを対象とした実験においては、生体信号で制御可能なインテリジェント運動補助装置により環境との働きかけを変更させながら、その影響を調査した。肘関節の動作と同期して動く筋電制御ロボットアームを用いたラバーハンド錯覚課題により、運動主体感・身体所有感と運動の関係に関して統計的な結果を得るため、健常者の被験者を対象とした実験を進めた。また、開発したロボットアーム実験系とラバーハンド錯覚課題を用い、神経性やせ症患者に生じる身体認識の変化に関する実験を進めるなど、患者・障害者を対象とした研究を展開させた。
動物実験においては、マウスの運動主体感の評価に向けて昨年度開発した、身体ではない外部機器を操作した時に操作と外部機器の応答に食い違いが設定した頻度で生じ、その食い違いを識別させるという課題を行う際の神経細胞活動を計測した。計測データからマウスの選択を機械学習によって予測させたところ、高い精度で予測が実現され、その成果を学会発表した。さらに、このような運動と感覚を処理する際の神経細胞活動の特性を説明するために、皮質の層構造に着目した数理モデルを構築してシミュレーションを行った。また、これまでに行ってきたマウスの身体所有感を評価するためのラバーテイル錯覚課題についても、その脳内機構を評価するための研究を継続した。
松崎研究室では、皮質内ネットワークの時空間的な神経活動情報を明らかとするために、2光子イメージング法を用いた研究を行った。レバーの動く条件を変えると、皮質内での活動が変わる細胞と変わらない細胞があること、また皮質の層によってその感受性が変わることを見出した。
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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
ヒトを対象とする研究では、健常者および神経性やせ症患者を対象とする実験等を進め、またマウスを対象とする研究では、開発した課題を遂行中の神経細胞活動記録等を進めることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒトを対象とした実験においては、筋電制御ロボットアームを用いた実験で得られた結果に対し、身体認識とロボットアームの動作の関係について統計的な解析を行い、自己の身体感覚と運動の関係を考察する。また、生体信号により制御されるロボットアーム等を用いた患者・障害者を対象とする実験をさらに展開し、疾患・障害と身体感覚・運動の関連について調査する。
動物実験においては、自己が行う操作と外部機器の応答の間の食い違いの識別課題に対し、神経細胞活動を計測した個体数を増加させ、統計的解析が実行可能となるように進める。更には、機械学習などの技術を用いて、これらの計測データから識別に関連した神経細胞活動の動態について調査する。
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[Presentation] Brain activity changes by imagined swallow movements in healthy subjects2021
Author(s)
Koganemaru, S., Takemura, Y., Irisawa, H., Mizushima, T., Mima, T., Kansaku, K.
Organizer
The 44th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
Int'l Joint Research
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