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2020 Fiscal Year Annual Research Report

A Cross-Sectional Study on Disease and Regional Diversity of Cognitive Impairment in Elderly Using Speech Analysis and Cerebral Blood Flow Activation

Research Project

Project/Area Number 19H01137
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

加藤 昇平  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70311032)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 赤津 裕康  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (00399734)
渡辺 宏久  藤田医科大学, 医学部, 教授 (10378177)
高野 映子  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, 研究員 (60778637)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords認知症スクリーニング / 医療・福祉サービス / 発話音声・脳血流解析 / 前頭側頭葉変性症 / 地域多様性
Outline of Annual Research Achievements

本申請研究課題では、従前の研究において開発してきた、高齢者の発話音声ならびに認知課題遂行時の脳血流データを解析することで認知症の臨床診断ラベルと高い一致度を持つ認知症の早期スクリーニングの基本原理と基礎アルゴリズムを発展させることで、認知機能障害の疾患・地域多様性の横断的研究を展開する。
2020年度の研究では、疾患多様性の研究項目においては、前頭側頭葉変性症 (FTLD)とよばれるアルツハイマー型とは異なる疾患タイプのスクリーニングを試みた。研究分担者および連携研究者の協力の下、名古屋大学医学部附属病院ならびに大阪大学医学部附属病院にて臨床データと音声記録を収集した。これらから、WAB失語症検査の音読課題日時見当識の認知課題ならびに風景画について説明する自由発話課題の発話音声の言語的特徴に着目し、初年度に検討した音響的特徴とあわせてアンサンブル学習を実施することでFTLDの簡易識別モデルを試作した。加えて、WAB失語症検査における復唱・音読課題の回答音声の言語的特徴を抽出・分析し、初年度に検討した音響的特徴と課題別アンサンブル学習を実装することで、FTLDおよびALSの検出モデルを試作した。
地域多様性の研究項目としては、上記技術の多言語応用を展開する環境構築のために、研究分担者が滞在するフランス・トゥールーズにおいて、試験的にフランスを母語とする若年者30名からMMSE認知課題遂行時の音声・脳血流を測定した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

臨床データの採取に欠かせない認知症専門医療機関との連携はうまく進んでおり、前頭側頭葉変性症(FTLD)および神経変性の原因蛋白として病理の連続性が指摘されている筋萎縮性側索硬化症(ALS)の高品質な臨床データが収集できている。加えて、研究分担者との定期的な進捗報告や議論が実施できており、チーム体制で研究課題に取り組むことができている。 一方で、新型コロナウイルス感染症の拡大により、海外における研究調査や機材調達に制約が発生し、研究遂行に遅延を余儀なくされた。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、高齢者医療の専門医療機関、および、認知症専門医、言語・聴覚の評価と機能回復のスペシャリスト、ならびに、高齢者の協力が欠かせない。今後も、これらの連携機関・実験協力者と蜜にコミュニケーションを取り、研究を円滑・効率的に進めてゆきたい。

  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 機械学習を用いたDuchenne型筋ジストロフィー患者のスイッチ操作支援-Brain-Computer Interface構築の基礎的検討-2021

    • Author(s)
      増尾明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Journal Title

      愛知作業療法

      Volume: 29 Pages: 10-15

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improving Real-Time Brain State Classification of Motor Imagery Tasks During Neurofeedback Training2020

    • Author(s)
      Epifanio Bagarinao, Akihiro Yoshida, Kazunori Terabe, Shohei Kato, Toshiharu Nakai
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 14 Pages: 623(17 pages)

    • DOI

      10.3389/fnins.2020.00623

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 精神課題遂行時の生体信号を用いた心理的ストレスの検出2020

    • Author(s)
      加賀翔大郎, 増尾 明, 佐久間拓人, 加藤昇平
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌

      Volume: J104-D(2) Pages: 151-158

    • DOI

      10.14923/transinfj.2020JDP7059

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mathematical Representation of Emotion Using Multimodal Recognition Model with Deep Multitask Learning2020

    • Author(s)
      Harata Seiichi、Sakuma Takuto、Kato Shohei
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 140 Pages: 1343~1351

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.140.1343

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Cooperative Coevolutionary PSO Based Segment Assignment in Shield Tunneling2021

    • Author(s)
      Koya Ihara, Shohei Kato, Hiroichi Masuda, Yasuyuki Singu
    • Organizer
      The 1st International Workshop on Heuristic Search in Industry in conjunction with the 29th IJCAI Conference on Artificial Intelligence
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sim-to-Real Transfer Learning to Close Gaps Between Simulation and Real Environments using Q-learning algorithm2021

    • Author(s)
      Yuto Ushida, Shunta Ishizuya, Hafiyanda Razan, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Speech-Based Dementia Classification for FTLD Diagnosis Support2021

    • Author(s)
      Shunya Hanai, Shohei Kato, Koichi Sakaguchi, Takuto Sakuma, Reiko Ohdake, Michihito Masuda, Hirohisa Watanabe
    • Organizer
      The 2021 IEEE 3rd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cooperative Coevolutionary Genetic Algorithm Using Hierarchical Clustering of Linkage Tree2020

    • Author(s)
      Takatoshi Niwa, Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      The Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Policy Transfer from Simulation to Real World for Autonomous Control of an Omni Wheel Robot2020

    • Author(s)
      Yuto Ushida, Hafiyanda Razan, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Group Working Differential Evolution2020

    • Author(s)
      Takatoshi Niwa, Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Correlation Analysis Between Tennis Swing Features and Tennis Skillfulness Using Six-Axis Sensor2020

    • Author(s)
      Shuto Ohshima, Shohei Kato, Takuto Sakuma
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Easy Detection of Rare Dementia Based on Speech Analysis2020

    • Author(s)
      Shunya Hanai, Shohei Kato, Koichi Sakaguchi, Takuto Sakuma, Reiko Ohdake, Michihito Masuda, Hirohisa Watanabe
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emotional Space by Combining Recognition and Unification Tasks Using Multimodal DNN2020

    • Author(s)
      Seiichi Harata, Takuto Sakuma, Shohei Kato
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] L_vy Flight for Distribution-Based Discrete Particle Swarm Optimization2020

    • Author(s)
      Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      2020 IEEE 9th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Toward Mathematical Representation of Emotion: A Deep Multitask Learning Method Based On Multimodal Recognition2020

    • Author(s)
      Seiichi Harata Takuto Sakuma Shohei Kato
    • Organizer
      2020 International Conference on Multimodal Interaction,
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improving Distribution-Based Discrete Particle Swarm Optimization Using L_vy Flight2020

    • Author(s)
      Koya Ihara, Shohei Kato
    • Organizer
      The 33rd Australasian Joint Conference on Artificial Intelligence
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 加藤昇平研究室Webページ

    • URL

      https://www.katolab.nitech.ac.jp

URL: 

Published: 2022-12-28  

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