2010 Fiscal Year Annual Research Report
自然環境下で感覚情報の客観計測を可能とする脳内ダイポールイメージング
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22500404
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
堀 潤一 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (80209262)
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| Keywords | 神経工学 / 脳波 / 逆問題 / 可視化 / 感覚情報 |
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| Research Abstract |
本研究では,感覚関連情報の脳機能を,自然環境下で非侵襲的にかつ高精度に測定する技術を確立することを目的とし、脳内電気活動を可視化(イメージング)する方法を検討した。
脳内電気活動はダイポールイメージング手法を適用することにより高分解能化できるが,多くの電極を必要とする.実用化のためには、電極数を削減するなど計測システムを簡略化することが不可欠である。そこで、脳内注目部位を感覚野に限定し、電極配置、密度、ナイキスト定理を考慮することにより、空間分解能を維持したまま、電極数を削減する方法を検討した。
また,脳波からダイポール層強度を算出する際、電極数の制限、頭蓋骨の低電導特性、雑音などの問題により、そのまま逆問題を解くことは困難である。そこで、時変性,非一様雑音を考慮し,雑音統計量である共分散行列を用いて正則化することでこの問題を解決した。雑音情報は,脳波に独立成分分析を適用し,抽出した.S/N比に応じて雑音の取得量を調節し,原信号の最良近似と雑音のばらつき減少の両立を図る正則化パラメータを用いることで、復元能力を向上させた。
構築した脳電気活動イメージングシステムを用いて、機械的触覚刺激による体性感覚を与えたときの脳活動を計測した.体性感覚の刺激部位,刺激量,刺激パターンの違いを、脳内ダイポールイメージングの局在化された賦活部位や潜時から客観的にかつ定量的に把握する方法を確立した。感覚情報を自然環境下で客観的に評価することが可能となり,臨床応用などへ実用化が期待できる
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