2016 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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| Research Institution | Fukui University of Technology |
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Principal Investigator |
山西 輝也 福井工業大学, 環境情報学部, 教授 (50298387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
劉 健勤 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター, 主任研究員 (00395112) [Withdrawn]
西村 治彦 兵庫県立大学, その他の研究科, 教授 (40218201)
高橋 哲也 福井大学, 保健管理センター, 准教授 (00377459)
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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 / アルツハイマー病 / 脳磁波計測 / 脳波 / 同期指標 / 複雑ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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いることが分かった。このような脳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，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。そこで，この状態を脳磁計（MEG）で特定し，脳波（EEG）との同時記録から，脳の基底状態におけるEEGの振る舞いの同定を試みている。28年度は，
1．アルツハイマー病による認知機能における脳波特性の同定
26年度に開発した信号同期性の指標であるPhase Lag Index（PLI）と，複雑性の指標であるマルチスケールエントロピーの信号解析ソフトを使い，高齢な健常者18名とアルツハイマー病患者16名のEEGデータを解析した。その結果，電極Fp1-F4のα帯域におけるPLI値と電極F3でSF値が12のときのMSE値の2次元プロットからアルツハイマー病による認知機能値（MMSE）で，重軽度の認知症を判別できることを見出した。ROC 曲線（Receiver Operating Characteristic curve）で診断検査の有用性を評価すると，ROC曲線下面積（AUC）値は，0.984 を示し非常に高い精度が示された。
2．安静時のMEGとEEGの同時計測実験
20代前半の8名の健常者による，(国開)情報通信研究機構NICT・未来ICT研究所のMEGとEEGを使った，安静時と内向刺激（暗算）時の同時計測を行った。現在，解析ソフト(BrainStorm)を使いMEGデータの安静時の賦活領域の同定と統計的検定を行い，同時計測されたEEGデータからのDMNの評価を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
27年度に引き続き，当該年度は脳情報のデータの収集・精査・解析を行い，脳の基底状態におけるMEGとEEGの同時計測を健常な被験者8名で行うことができた。また，脳情報データの一つの解析法を確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．平成28年度，まどろんだ状態とタスク下でのMEGとEEGの同時計測を実施し，今年度は得られたデータの解析を行う。まず，MEGデータからの脳内デフォルトモード（DMN）の特徴の抽出を試みる。そして，EEGによるDMNの特徴量の決定を試みる。
２．これまでに開発したEEGデータの解析法を用いて，いくつかの脳に関する症例で，自閉症や統合失調症などのEEGとMEGデータから機能的ネットワーク異常を見出し，健常者と脳疾病患者とのネットワークの違いやデフォルトモードの差異を調べる。そして，脳疾病におけるバイオマーカを確立する。
３．平成28年度に実施した計測実験を，再度，被験者を変えて（国開)情報通信研究機構NICTでMEGとEEGを使った，安静時と内向刺激（暗算）時の脳内同時計測を行い，統計精度を上げることを試みる。
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| Causes of Carryover |
電極の組み合わせによる多重検定の計算量が多くなり，計算が推定時間を大きくオーバーした。そのため予定していた研究会での発表に結果が間に合わなく参加を見合わせた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
成果報告のための論文の英文校正の支払いと，ニューラルコンピューティング関係の研究会での参加と研究発表の支出にまわす。
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