2020 Fiscal Year Research-status Report
認知機能のリアルタイム個人差判別によるテイラーメード脳卒中リハビリ環境の確立
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19K11400
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
櫻田 武 立命館大学, 理工学部, 助教 (40588802)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 運動学習 / 注意 / 個人差 / 脳波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，個人の認知機能特性をリアルタイムで判別する手法を確立し，運動機能リハビリテーションにおける患者への負担軽減と訓練効果最大化を両立した環境の提案を目指している．このような個々人に脳機能特性に着目したテイラーメードな訓練系および訓練プロトコルの確立により，患者の早期社会復帰に繋げていく．
本年度は，個人差判別のために利用する脳波を誘発するための視覚刺激呈示装置の改良およびリアルタイム脳活動解析手法の改善を進めつつ，実際に健常若年者を対象として脳波を計測した際の個人差の評価を実施した．視覚刺激装置については昨年度作成したArduinoベースの制御系に加え，より精度よく刺激周波数を制御するためにファンクションジェネレータを利用した系も実装した．さらに，高周波ディスプレイを用いた刺激装置の準備も進めており，最も効率よく該当脳波の誘発が行える刺激呈示様式の同定を進めた．一方，リアルタイム脳活動解析については，一般的な高速フーリエ変換の代わりに，マルチテーパ法を利用した周波数解析の効果検証を進めており，両者の解析結果を比較した結果，マルチテーパ法の方がより正確に脳波応答を検出できる可能性が見えつつある．
健常者を対象とした脳波計測について応答を比較したところ，左右半球間で応答強度の差が観察された．現在このような現象について，脳機能的側面および電極セットアップの側面などからその原因の解明を試みている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験系の実装については当初の予定通り進んでおり，さらに系の改良も加えられていることから，当初想定していたものよりもより確度の高い系の構築が期待できる．一方，ヒトを対象とした脳波計測は，コロナ禍の影響により外部参加者を募るのに難航しており，やや遅れた状況となっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，まずは健常若年者を主たる対象として対象脳波（定常状態体性感覚誘発電位および定常状態視覚誘発電位）に基づく注意制御能力個人差のデータ取得を進めていく予定である．この際，注意制御能力個人差判別に必要な計測回数や最適な脳波電極の配置・数などの同定を行い，実用性向上のためにできる限り簡便なセットアップの実現を目指す．加えて，健常者を対象として取得したデータから個人差判別の精度を算出し最低でも80%以上の性能となるように改良を加えていく．ただし，計測の簡便さと判別精度はトレードオフの関係にあると予想されるため，最低限の判別精度を保ちつつ，対象者の負担を減らす最適な計測環境を選定していくものとする．
最終的には，可能な限り健常高齢者や脳卒中患者のデータ取得も実施し，多くの年齢層に適用可能であり，若年者以外を対象者とした場合においても負担のない系であることを示していくとともに，個々人の認知機能の判別に基づいて行うテイラーメードな訓練（リハビリテーションなど）が効果促進や効果差軽減に寄与することを示す．
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| Causes of Carryover |
コロナの影響により出張ができなくなったことから予算を他の費目にて執行したが多少の残高が出てしまった．翌年度において成果をまとめるためのデータ保存媒体などの購入に充てることを想定している．
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