2013 Fiscal Year Research-status Report
箸を使った食生活の運動認知訓練としての意義を明らかにする脳機能イメージング研究
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25560383
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | National Center for Geriatrics and Gerontology |
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Principal Investigator |
中井 敏晴 独立行政法人国立長寿医療研究センター, 長寿医療工学研究部, 神経情報画像開発研究室長 (30344170)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 あゆ子 独立行政法人国立長寿医療研究センター, 長寿医療工学研究部, 研究員(Researcher) (50463203)
國見 充展 独立行政法人国立長寿医療研究センター, 長寿医療工学研究部, 研究員(Researcher) (70460384)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 認知訓練 / 加齢・老化 / 脳機能イメージング / 認知症 / 仮想作業 / 神経ネットワーク解析 / モーションキャプチャ / 運動制御 |
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| Research Abstract |
本研究では高齢者の体力測定項目のひとつにもなっている「豆運び」検査をモデル化して、箸を使った作業に動員される認知機能を明らかにする。モーションキャプチャによる実際の豆運び動作の解析、その運動認知機能を評定する仮想豆運びテスト、仮想豆運びテストを使った脳機能計測（fMRI）の３つを組み合わせ、箸を使った動作の運動認知訓練としての意義を神経機序の視点から明らかにする。
平成25年度は、箸を使った豆運び作業の運動認知機能を評価する解析系の構築を行った。箸作業の映像解析を行うモーションキャプチャを最適化し、特に、実用性の点で問題となる背景色の影響を取り除くためのトラッキングを行うために、予め背景映像からマーカーと近い色彩をマスキングして除去し検出精度を向上させることに成功した。また、箸を使った動作を模擬する仮想作業課題プログラムを作成した。高齢被験者40名を対象として実際の豆運び作業中の映像データと仮想豆運における作業ステップごとの行動時間データを収集した。これらの動作分析の結果と神経心理検査の結果や体力計測の結果の関連を明らかにする多変量解析モデルの構築に取りかかった。
fMRIを使った脳機能イメージングのプロトコルを作成するために、豆運びの仮想作業課題プログラムをfMRIによる脳機能計測に導入するためのプログラムの改変を行った。被検者の作業パフォーマンスを試行開始のトリガーとすることによりデータ収集をランダマイズする方法を取り入れて測定感度の向上を図った。テストスキャンにより運動野や視覚運動変換を行う登頂葉などの活動が確認できており、次年度には本測定を行う予定である。
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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
初年度の目標であった箸使用の仮想作業モデルとなるプログラムの開発を完了し、fMRIによる脳機能計測に導入するためのトリガーやタイムスタンプ記録の機能の実装も完了しているので、二年度目の本実験と画像解析、作業スキル分析に向けたデータの収集の準備は完了している。特に、脳機能計測の技術的な課題であったオンデマンドでの試行を利用したjittering（ER-fMRIを高感度化する手法）の有効性が確認できた点が進歩であった。高感度のJitteringシーケンスを生成するためにはあらかじめ測定モデルから最適のSOAの変動数列を計算するが、本実験のように個々の試行の開始が被検者の作業パフォーマンスに依存する場合には、事前予測の意味が無い。オンデマンド方式であれば、SOAをリアルタイムでランダムに設定できるので、合理的な解決法と言える。予備実験では、従来法と同等の良好な感度で脳機能マップが得られることが確認され、想定していた目標に到達できたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、箸を使った動作の仮想作業モデルを使った脳機能計測の本実験を開始し、動作の映像分析から分かる個人の作業特性、仮想作業を使った行動データの分析も進め、仮想作業遂行時の脳機能マップと行動データの関連性を推定する手法の開発へと進む予定である。本研究では箸の使用を認知訓練のモデルに設定しているが、作業中の脳機能マップを作業ステップごとに作成して、仮想作業モデルが実際にどのような認知活動を反映しているかを明らかにできれば、PC上の操作に基づく認知訓練だけでなく、箸を使った実作業の認知訓練としての意義も説明可能となる。実際の認知訓練の評価指標セットを本研究である程度確立すること念頭においてゆきたい。
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Research Products
(12 results)
