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新生児運動シミュレーションにおける新規アウトカム提案と精度向上に向けた比較研究

Publicly Offered Research

Project AreaConstructive Developmental Science; Revealing the Principles of Development from Fetal Period and Systematic Understanding of Developmental Disorders
Project/Area Number 15H01579
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

金沢 星慶  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特別研究員 (60744993)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords構成論 / 発達科学 / 運動発達 / 神経発達 / シミュレーション / 新生児 / 乳児 / 神経科学 / 脳波 / 筋電図
Outline of Annual Research Achievements

胎児期~新生児期における運動発達の機序解明に向けてシミュレータの研究が進んでおり,予後予測や効果判定などの臨床利用への期待も高まっている.本研究の目的は,現状の新生児運動シミュレータで利用されている神経学的パラメータについて,神経生理学的計測から得た実測値の適応,および比較を通してシミュレーションの妥当性や精度を高度化することである.
昨年度と今年度を通して,胎児/新生児モデルおよび大脳皮質モデルを併用したシミュレーションによる実験研究を進めた.具体的には,筋骨格モデルに非線形振動子を適応することで自発運動を創発し,胎内環境および胎外環境に置いた際の感覚入力を皮質モデル上で学習させた.その結果,子宮内環境において感覚刺激に対する皮質の反応領域が広いこと,すなわち身体表象形成の促進を確認した.この結果は発達初期における感覚運動経験や身体-環境の相互作用の重要性を示唆していると言える.本結果は国際紙にて発表済みである.
さらに,実際の新生児・乳児の運動データの計測および解析を行い,全身運動時の感覚入力について新生児シミュレータとの比較を行った.その結果,全身運動時の感覚入力構造についてシミュレータと実測データで類似すること,全身感覚入力の相関が乳児,新生児,シミュレーションの順に高いことが分かった.前者からは全身感覚入力における身体性の重要性が,後者からは身体性以外の要素による発達への関与が示唆される.本結果は国内シンポジウムおよび国際学会にて発表済みである.
また,実測値とシミュレーションの比較という観点で,大脳皮質シミュレーションを利用した脳波シミュレーションの開発を同研究室所属の博士学生と共同で行い、国際学会での発表に至っている.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 5.運動機能発達の脳・神経科学的メカニズムと小児理学療法への手がかり2017

    • Author(s)
      儀間裕貴,金沢星慶
    • Journal Title

      理学療法

      Volume: 34巻5号

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] An Embodied Brain Model of the Human Foetus.2016

    • Author(s)
      Yamada Y, Kanazawa H, Iwasaki S, Tsukahara Y, Iwata O, Yamada S, Kuniyoshi Y.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 15;6 Issue: 1 Pages: 27893-27893

    • DOI

      10.1038/srep27893

    • NAID

      120006349332

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Single Laser to Multiple Optical Fiber Device for Optogenetics-Based Epidural Spinal Cord Stimulation2017

    • Author(s)
      Shih-Yin Chang*, Kazunori Naganuma, Hoshinori Kanazawa, Kenta Takashima, Kuniaki Konishi, Takao Someya, Masaki Sekino, Yasuo Kuniyoshi, Hiroshi Onodera
    • Organizer
      8th International IEEE EMBS Neural Engineering Conference
    • Place of Presentation
      Regal International East Asia Hotel, Shanghai, China
    • Year and Date
      2017-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発達初期の運動発達を取り巻く要因について”赤ちゃん学会若手の会研究合宿,ポスターおよび口頭発表2016

    • Author(s)
      金沢 星慶,山田康智,田中一敏,河井昌彦,國吉康夫
    • Organizer
      発達神経科学会
    • Place of Presentation
      東京都文京区本郷,東京大学本郷キャンパス 武田先端知ビル
    • Year and Date
      2016-11-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Information structure of proprioceptive feedback in infantile spontaneous movements2016

    • Author(s)
      H Kanazawa, Y Yamada, K Kuniyoshi
    • Organizer
      Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, USA
    • Year and Date
      2016-11-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Developmental changes in cortical folding patterns affect scalp EEG profiles: A large-scale cortex simulation study2016

    • Author(s)
      K Fujii, H Kanazawa, Y Kuniyoshi
    • Organizer
      Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, USA
    • Year and Date
      2016-11-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発達初期の運動発達を取り巻く要因について2016

    • Author(s)
      金沢 星慶
    • Organizer
      赤ちゃん学会若手の会研究合宿
    • Place of Presentation
      滋賀県高島市安曇川町近江白浜,白浜荘
    • Year and Date
      2016-09-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 発達初期の自発運動に伴う全身運動感覚と神経学的構造の関連性について2016

    • Author(s)
      金沢 星慶,山田康智,田中一敏,河井昌彦,國吉康夫
    • Organizer
      Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市港北区,慶應義塾大学 日吉キャンパス(協生館藤原洋記念ホール)
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] ISI HP

    • URL

      http://www.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] Kanazawa's HP

    • URL

      http://www.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/~kanazawa/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 構成論的発達科学

    • URL

      http://devsci.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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