2014 Fiscal Year Annual Research Report
光イメージングおよび多次元生体信号計測による覚醒維持状態の脳・生理機能解析
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24560534
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
吉田 久 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (50278735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小濱 剛 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (90295577)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光トポグラフィー / BOLD効果 / 脳機能成分 / 全身性成分 / アーチファクト除去 / 認知タスク / 覚醒維持 / IVA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、従来知見のほとんどない「眠気に逆らい覚醒維持の努力をしている状態の脳・生理機能の解析をするために、眼球運動などによるアーチファクトの影響を受けない光イメージング計測と脳波の多次元的な解析法を確立することである。
研究初年度である平成24年度に，まず脳波解析と光イメージング解析の相補的な特徴量を抽出するために、眠気に抗して覚醒維持を課した状態」において、光イメージングと多次元生体信号の同時計測を行った。その結果、光トポグラフィーによる計測信号は眼球運動によるアーチファクトの混入はないものの，心拍による血流量変化などの全身性成分や体動によるアーチファクトが無視できるレベルを遥かに超えて混入していた。これに対し，本研究代表者らはBOLD(Blood Oxygenation Level Dependent) 効果をモデル化し脳機能成分と全身性成分に分離する方法と、ICA(Independent Component Analysis) を用い体動アーチファクト成分を除去する方法を組み合わせ、脳機能成分を抽出する新たな方法を開発した。2年目の平成25年度は，上述の提案方法を利用し，覚醒維持に寄与しうる視覚刺激パターンの性質の知見を得るために，課題非依存性思考状態が認知パフォーマンスに与える影響の客観的な評価を行った．最終年度である本年度は，脳機能計測のもう一方のモダリティである脳波に混入するアーチファクト除去に関する研究を中心に行った。特に喫食時などに脳波に混入する筋電位を除去する方法としてIVA(Independent Vector Analysis)[10] を用いた方法の研究開発を行い，通常のICAでは除去できなかった筋電位も除去できることを見出した。これは光トポグラフィーに混入する体動アーチファクト除去にも強力な手段となり得る可能性もある．
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