Study of deep brain activation method using bone conducted wide band sound

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K12607
• Research Institution: The Open University of Japan
• Principal Investigator: 川原 靖弘 放送大学, 教養学部, 准教授 (10422403)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片桐 祥雅 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 上席研究員 (60462876)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 超広帯域音 / 脳機能 / 骨伝導

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、聴覚でもなく体性感覚でもない骨伝導を利用した超広帯域音響の脳内伝搬により、脳深部が活性化されることを検証する。脳深部への骨伝導による超広帯域音響の音波伝搬により脳深部が活性化する効果を実験協力者の協力により確かめる。脳幹部に効率的に音波を伝達させるための音波トランスデューサを使用し、脳深部神経の賦活を測定し、深部脳を活性化させる効果があることを確認することで、脳幹部への超広帯域音響（振動）刺激の入力による深部脳賦活の可能性を示し、日常生活で利用できる健康増進装置としての応用について考察する。
30kHzを中心とした帯域の超音波が、骨伝導により後頭部の脳波α2帯域パワーを増大させる傾向があることを確認した。脳波α2帯域パワーは、音波の提示数秒後から徐々に増大し、音の提示数秒後からこの増大が止まる傾向があることを確認した。ガンマ波帯域音の提示においても、脳波α2帯域パワーが同様に増大する傾向にあることが確認できた。断続的な提示方法と連続的な提示方法の比較により、効果に変化があるか、今後検討する予定である。また、複数の実験協力者による測定データを増やし、これらの傾向に再現性があるか、また個人差の有無について、解析を進める予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

30kHzを中心とした帯域の超音波が、骨伝導により後頭部の脳波α2帯域パワーを増大させる傾向があることを確認した。脳波α2帯域パワーは、音波の提示数秒後から徐々に増大し、音の提示数秒後からこの増大が止まる傾向があることを確認した。ガンマ波帯域音の提示においても、脳波α2帯域パワーが同様に増大する傾向にあることが確認できた。新型コロナパンデミックによる移動制限と実験における安全性考慮により、複数の研究協力者による生体計測が実現できず、限られた人による計測結果のみをもとに、研究を進めた状況である。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナパンデミックの収束により、移動制限と安全性を確保した実験の遂行が可能になり次第、複数の研究協力者による生体計測を実施し、実験協力者による脳機能計測により、骨伝導による超広帯域音の深部脳到達が、深部脳を賦活させることの検証を行う。空中伝搬による超広帯域音響による深部脳賦活効果と骨伝導による超広帯域音による効果との比較を行い、どの帯域の音の物理的な振動の脳幹部入力への付加が神経細胞の賦活を引き起こす可能性があるのか、考察を行う。また、断続的な提示方法と連続的な提示方法の比較により、効果に変化があるか、今後検討する予定である。複数の実験協力者による測定データを増やし、これらの傾向に再現性があるか、また個人差の有無について、解析を進める予定である。特定の帯域を用いた骨伝導による深部脳活性化効果が有効であることが認められれば、提示装置の更なる簡略化が可能になるので、日常的に利用できる深部脳活性補助にこのような手法による装置が利用可能になる期待が持てる。

Causes of Carryover

コロナ禍による移動制限と安全対策により、研究協力者の協力による実験の多くの部分を後回しにしており、そのための実験環境構築を含めた予算の使用もこれに連動して後回しになっている。当該助成金の使用は、翌年度に計画している。