2013 Fiscal Year Research-status Report
デフォルトモードネットワークにおけるＢＭＩの応用に向けた脳波特性の研究
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25330293
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Fukui University of Technology |
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Principal Investigator |
山西 輝也 福井工業大学, 工学部, 教授 (50298387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
劉 健勤 独立行政法人情報通信研究機構, その他部局等, 研究員 (00395112)
西村 治彦 兵庫県立大学, その他の研究科, 教授 (40218201)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | デフォルトモードネットワーク / 脳情報 / 脳磁界計測 / 脳波 / 複雑ネットワーク / 同期現象 / Grangerの因果則 |
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| Research Abstract |
従来，何もせずぼんやりしている状態では脳もまた休んでいると考えられていたが，近年の実験から安静状態の脳でも複数の領野がそれぞれ同調しながら活動しており，ただ同期は0.1 Hz程度の非常にゆっくりした振動であるが，さまざまな神経活動を同調させ，これから起こりうる出来事に備え，脳活動を統括する上で重要な役割を果たしていると考えられている。この活動の中心となっているのが，「デフォルトモードネットワーク（DMN）」と呼ばれる脳の複数領野で構成されるネットワークで，この状態が「脳の基底状態」と考えられ，最近の知見では，DMNの異常がアルツハイマー病やうつ病などの神経疾患とも関係する報告がある。例えば，アルツハイマー病患者で顕著な萎縮が見られる脳領域は，DMNを構成する主要な脳領域とほとんど重なっている。従って，安静時の脳活動，すなわちDMNを研究することにより，脳機能や神経疾患を理解するための新たな手がかりが期待でき，この状態を脳磁計（MEG）で特定し，脳波（EEG）との同時記録から，EEGデータの収集・精査・解析を行い，脳の基底状態におけるEEGの振る舞いの同定を試みる。そこで平成25年度は
1．EEG，およびMEGの解析手法の検討
同期尤度推定法 (synchronization likelihood)やGranger causality法などの解析に含まれるパラメータ依存性を検討した。
2．サンプルEEGによる予備解析
健常者3名とアルツハイマー病患者3名のEEG (16チャンネル)を使い，上述1の解析法で差異を調べた。結果は，Granger causality法で閾値0.9以上を取ると，健常者3名すべてでEEGチャンネルでP3からF4に向かう因果関係を見ることができた。ただ，サンプル数が少ないため検定においては有意な差は出なかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成25年度の研究計画は，データの収集・精査・解析を行い，脳の基底状態におけるEEGの振る舞いを調べることであり
1．脳内デフォルトモードネットワーク状態と，タスク下におけるMEG－EEG の同時記録
(独)情報通信研究機構NICT・未来ICT研究所のMEG とEEGで，脳内デフォルトモードネットワーク状態における脳活動を測定する。被験者は健常な10名ほど(大学生で男女同比)のボランティアとする。
2．固有同期解明のための周波数スペクトル解析
頭皮脳波分布同定法の前段階を使い，脳内デフォルトモードネットワークに関与する脳領域のEEG周波数を抽出する。そして，得られた各脳領域のMEGとEEGの周波数から「うなり」の周波数を算出し，脳内デフォルトモードネットワークに固有のゆっくりした同期を再現するか検証し，その根源を解明する，
であった。2．については周波数スペクトル解析ばかりでなく相関や位相解析，同期解析，因果関係の計算と結果の可視化，そして統計による検定がGUIでできるようになったが，1．のMEGおよびEEGの実験が実施できなかった。それは，研究代表者の所属機関に「ヒトを研究対象とした倫理委員会」の設置が遅れたためである。そのため，本実験の倫理審査の申請ができなく実験が行えなかった。現在，研究代表者所属機関の研究推進委員会委員長を設置準備の長として規約策定と委員としての外部有識者の選定を行っている。従って，今年度の上半期中に本委員会が設置され次第，審査および実験を実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，
1．平成25年度で計画して実施できなかった，脳内デフォルトモードネットワーク状態とタスク下でのMEGとEEGの計測実験を(独)情報通信研究機構NICT・未来ICT研究所にて行う。その際，
「閉眼 1分 → 薄目を開けぼんやりした状態 10分 → 閉眼 1分 → タスクとして提示した計算式を暗算にて解答 2分 → 閉眼 1分 → タスクとして提示した計算式を暗算にて解答 2分 → 閉眼 1分」の状態を計測する。
2．予備解析で示された，Granger causality法でEEGの電極チャンネル間の因果関係を脳内デフォルトモード状態とタスク状態において解析し差異を調べる。さらにカオス・フラクタル解析や頭皮脳波分布同定法，スパース推定法などで脳内デフォルトモードにおけるEEGの特徴づけを確立する，
を実施する。2．は平成26年度の実施計画書の通りであり，実験で得られたデータの解析を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
安静時の脳内デフォルトモード状態とタスク状態でのMEGとEEG測定の実験が行えなかったため，MEG装置使用料の支出がなかった。そのため当該年度予算で繰越金が生じた。
本年度に平成25年度に実施できなかったMEG装置を使った実験を(独)情報通信研究機構NICT・未来ICT研究所にて行い，また本年度下半期にも違う被験者で同様の実験予定しており，それらの際の当装置使用料及び装置稼働のための消耗品に繰越金を支出する。
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