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運動機能再建を目的としたreal-timefMRIニューロフィードバックの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H05357
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関千葉大学

研究代表者

北 佳保里  千葉大学, フロンティア医工学センター, 助教 (60550548)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2018年度)
配分額 *注記
24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
キーワード職業性ジストニア / fMRI / 安静時機能的結合 / デコーディング / 神経基盤 / ニューロフィードバック / 脳波 / 局所性ジストニア / MRI / 脳構造神経線維連結
研究実績の概要

職業性ジストニアとは局所性ジストニアに分類され、長期間にわたる過剰な運動学習により、訓練した課題に特異的に異常な不随意運動が生じる神経疾患であるが、その治療法は確立されていないのが現状である。また、Brain-Machine Interface(BMI)とは、機械学習を用いて運動系に関わる神経信号を読み取りロボットハンドなどを制御する、脳と情報装置を直接接続する神経工学技術である。近年、BMIは神経補綴だけでなく、リハビリテーションにも応用されており、治療法が未確立な疾患への応用が期待されている。本研究では、fMRIにより計測された脳活動をリアルタイムに可視化して提示し、その情報を手掛かりに自身の脳活動を調整することで、脳活動や運動機能の改善をはかるreal-time fMRIニューロフィードバックの構築を目的とする。本年度は、音楽家のジストニアを対象として、ジストニアの病態解明を目的とし、かつ、ニューロフィードバックのターゲットとなりうる健常群との脳活動の違いを検証した。音楽家のジストニアは、楽器演奏時に異常な筋収縮が見られる神経疾患であるが、安静時機能結合に関して健常音楽家との差異があるかを検証した。さらに、安静時機能結合と音楽スキルとの関連についても検証を行った。ジストニアに罹患した音楽家21名、健常音楽家34名の安静時機能結合を全脳で比較したところ、音楽家のジストニアは課題特異的な疾患であるにも関わらず、基底核安静時機能結合ネットワークが被殻の右前部において群間で有意差があった。さらに、健常音楽家では、音楽スキルの一種である打鍵間隔の正確さと基底核の機能的結合の強さに有意な相関が見られたが、ジストニアに罹患した音楽家ではその相関関係が見られなかった。これらの知見は、音楽家のジストニアの病態解明の一助となると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 27件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] Department of Psychology/University of Oslo(Norway)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Department of Information Engineering/University of Padua(Italy)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Department of Information Engineering/University of Padua(Italy)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Decoding of Ankle Flexion and Extension from Cortical Current Sources Estimated from Non-invasive Brain Activity Recording Methods2018

    • 著者名/発表者名
      Mejia Tobar Alejandra、Hyoudou Rikiya、Kita Kahori、Nakamura Tatsuhiro、Kambara Hiroyuki、Ogata Yousuke、Hanakawa Takashi、Koike Yasuharu、Yoshimura Natsue
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 11 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fnins.2017.00733

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 脳機能イメージングによる神経疾患へのアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      北 佳保里
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 35 号: 7 ページ: 531-535

    • DOI

      10.7210/jrsj.35.531

    • NAID

      130006110620

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Using Virtual Reality and Virtual Avatar on Hand Motion Reconstruction Accuracy and Brain Activity2017

    • 著者名/発表者名
      1.Jacobo Fernandez-Vargas, Tapio V. J. Tarvainen, Kahori Kita and Wenwei Yu
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 5 ページ: 23736-23750

    • DOI

      10.1109/access.2017.2766174

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-time Hand Motion Reconstruction System for Trans-Humeral Amputees Using EEG and EMG2016

    • 著者名/発表者名
      Fernandez-Vargas J, Kita K and Yu W
    • 雑誌名

      Frontiers in Robotics and AI

      巻: 3 ページ: 50-50

    • DOI

      10.3389/frobt.2016.00050

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Designing and testing lightweight shoulder prostheses with hybrid actuators for typical ADL motions and impact absorption2015

    • 著者名/発表者名
      Masashi Sekine, Kahori Kita and Wenwei Yu
    • 雑誌名

      Medical Devices: Evidence and Research

      巻: 8 ページ: 279-294

    • DOI

      10.2147/mder.s83756

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Towards a NON-INVASIVE system for trans-humeral amputee motion restoration2017

    • 著者名/発表者名
      Jacobo Fernandez-Vargas, Kahori Kita, Wenwei Yu
    • 学会等名
      7th Graz BCI Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion reconstruction system for trans-humeral amputees without motion tracking2017

    • 著者名/発表者名
      Jacobo FERNANDEZ-VARGAS, Kahori KITA, Wenwei YU
    • 学会等名
      Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LOSS OF MUSICAL SKILL IN MUSICIAN’S DYSTONIA THROUGH DISRUPTION OF RESTING-STATE BASAL GANGLIA CONNECTIVITY2017

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kita, Jaroslav Rokicki, Shinichi Furuya, Takashi Sakamoto, Takashi Hanakawa
    • 学会等名
      XXIII World Congress of Neurology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳機能イメージングによる局所性ジストニアへのアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      北 佳保里
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動機能再建を目的とした干渉電流刺激のシミュレーション研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉田 佑、北 佳保里、兪 文偉
    • 学会等名
      第11回モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 課題特異的局所性ジストニア患者の一次運動・体性感覚野での体部位再現2017

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 智士、北 佳保里、内藤 栄一、花川 隆
    • 学会等名
      第11回モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Resting state brain connectivity in musician’s dystonia2016

    • 著者名/発表者名
      K. KITA, J. ROKICKI, S. FURUYA, L. M. LI, H. MATSUDA, T. SAKAMOTO, T. HANAKAWA
    • 学会等名
      Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Muscle activity reconstruction of ankle flexors and extensors using non-invasive brain activity recording methods2016

    • 著者名/発表者名
      A. MEJIA TOBAR, R. HYOUDO, K. KITA, T. NAKAMURA, H. KAMBARA, T. HANAKAWA, Y. KOIKE, N. YOSHIMURA
    • 学会等名
      Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of Device with Speed Increasing Gear for Improving Properties in Trade-off Relationship in Pneumatic Artificial Muscle2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Sekine, Kahori Kita, Hiroshi Kawahira and Wenwei Yu
    • 学会等名
      The International Symposium on Wearable Robotics 2016
    • 発表場所
      Segovia, Spain
    • 年月日
      2016-10-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 課題特異的局所性ジストニア患者の一次運動・体性感覚野での体部位再現2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬智士, 北佳保里, 内藤栄一, 花川隆
    • 学会等名
      第10回 Motor Control研究会
    • 発表場所
      慶応大学, 神奈川
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Prototype of Mechanism for Prosthesis with Pneumatic Artificial Muscle in Imitation of Motion of Supinator and Pronator Muscle2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Sekine, Yoshihiro Shimomura, Kahori Kita, Tatsuo Igarashi, Wenwei Yu
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Orando, USA
    • 年月日
      2016-08-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Stimulus Color on Steady State Visual Evoked Potentials2016

    • 著者名/発表者名
      Leeyee Chu, Jacobo Fernandez-Vargas, Kahori Kita, Wenwei Yu
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Robotic Thumb Rehabilitation System Using a Soft Pneumatic Actuator and a Pneumatic Artificial Muscles -Based Parallel Link Mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Kouki Shiota, Tapio V. J. Tarvainen, Masashi Sekine, Kahori Kita and Wenwei Yu
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An fMRI study on vibration stimulation synchronized mirror therapy2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Imai, Kahori Kita and Wenwei Yu
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Active sensing for human Activity Recognition by a home bio-monitoring robot in a home living environment2016

    • 著者名/発表者名
      Keigo Nakahata, Enrique Dorronzoro Zubiete, Nevrez Imamoglu, Masashi Sekine, Kahori Kita and Wenwei Yu
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] White matter abnormalities in musician’s dystonia2016

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kita, Kazumasa Uehara, Shinichi Furuya, Takashi Sakamoto, and Takashi Hanakawa
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distinct Impairment of Somatosensory and Motor Finger Representation of Focal Task-Specific Dystonia - fMRI Decoding Study2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Hirose, Kahori Kita, Shinichi Furuya, Eiichi Naito, Takashi Hanakawa
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Embouchure dystonia: a task-fMRI study to probe abnormal brain activity2016

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Uehara, Shinichi Furuya, Kahori Kita, Takashi Sakamoto and Takashi Hanakawa
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electromyographic activity reconstruction of ankle flexors and extensors from estimated cortical currents2016

    • 著者名/発表者名
      Alejandra Mejia Tobar, Rikiya Hyodo, Kahori Kita, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike, Natue Yoshimura
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hand Motion Reconstruction using EEG and EMG2016

    • 著者名/発表者名
      Fernandez-Vargas Jacobo, Tapio V. J. Tarvainen, Kita Kahori, Yu Wenwei
    • 学会等名
      The 4th International winter conference on Brain-Computer Interface
    • 発表場所
      Yongpyong, Korea
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 音楽家のジストニア:脳機能と脳構造2016

    • 著者名/発表者名
      北佳保里,古屋晋一,上原一将,坂本崇,花川隆
    • 学会等名
      ME学会 マルチモーダル脳情報研究会
    • 発表場所
      明治大学, 東京
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D continuos hand motion reconstruction from dual EEG and EMG recordings2015

    • 著者名/発表者名
      Fernandez-Vargas Jacobo, Chu Lee Yee, Kita Kahori, Yu Wenwei
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Informatics and BioMedical Science
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Continuos Hand Movement Reconstruction from EEG and EMG recordings2015

    • 著者名/発表者名
      Jacobo Fernandez-Vargas, Lee Yee Chu, Kahori Kita and Wenwei Yu
    • 学会等名
      3T-in-3A
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Focal Task Specific Dystonia: from Pathophysiology to Neurorehabilitation2015

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kita, Shinichi Furuya, Giulia Cisotto, Kazumasa Uehara, Takashi Sakamoto, Takashi Hanakawa
    • 学会等名
      3T-in-3A
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BCI Optimization for 3D Continuos Hand Movement Reconstruction from EEG and EMG recordings2015

    • 著者名/発表者名
      Jacobo Fernandez-Vargas, Lee Yee Chu, Kahori Kita and Wenwei Yu
    • 学会等名
      German-Japanese Adaptive BCI Workshop
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] White matter changes in pianists with focal hand dystonia2015

    • 著者名/発表者名
      Kita K, Uehara K, Furuya S, Osu R, Sakamoto T, Hanakawa T
    • 学会等名
      Neuroscience
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abnormal EEG oscillations in writer's cramp2015

    • 著者名/発表者名
      Cisotto G, Kita K, Uehara K, Hashimoto Y, Sakamoto T, Ushiba J, Hanakawa T
    • 学会等名
      Neuroscience
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between central EEG rhythms and fMRI-BOLD responses in the sensorimotor area during a unilateral motor task2015

    • 著者名/発表者名
      Uehara K, Hoshino H, Mizuno Y, Kita K, Li LM, Ogata Y, Hanakawa T
    • 学会等名
      Neuroscience
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rehabilitation for postural/movement impairments using sensory intervention2015

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kita
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      Hamburg, Germany
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muscle Activity Reconstruction for Ankle Flexor and Extensor2015

    • 著者名/発表者名
      Alejandra Mejja Tobar, Rikiya Hyoudou, Kahori Kita, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場, 神戸
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Classification of ankle flexion and extension using functional magnetic resonance images.2015

    • 著者名/発表者名
      Natsue Yoshimura, Rikiya Hyoudou, Kahori Kita, Alejandra Mejia Tobar, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike
    • 学会等名
      The 9th CME International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      Okayama, Japan
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abnormal cerebellar activity and functional connectivity in musicians with focal dystonia2015

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kita, Shinichi Furuya, Rieko Osu, Takashi Sakamoto, Takashi Hanakawa
    • 学会等名
      第9回Motor Control研究会
    • 発表場所
      京都大学, 京都
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] EEG-fMRI同時計測を用いた手指反復周期運動の神経基盤の検討2015

    • 著者名/発表者名
      上原一将, 星野英紀, 水野佑治, 北佳保里, Lucia M Li, 緒方洋輔, 花川隆
    • 学会等名
      第9回Motor Control研究会
    • 発表場所
      京都大学, 京都
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Unsupervised Muscle Region Extraction by Fuzzy Decision Based Saliency Feature Integration on Thigh MRI for 3D Modeling2015

    • 著者名/発表者名
      Nevrez Imamoglu, Jose Gomez-Tames, Siyu He, Dong-Yun Gu, Kahori Kita, Wenwei Yu
    • 学会等名
      IAPR International Conference on Machine Vision Applications
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動作開始時の不随意運動および構音障害を呈した33歳男性例2015

    • 著者名/発表者名
      田港朝也,坂本崇,北佳保里,金澤恭子,高橋祐二,岡本智子,花川隆,村田美穂
    • 学会等名
      第50回 KSK(亀山正邦記念神経懇話会)
    • 発表場所
      京都大学, 京都
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Musician's dystonia: an fMRI study2015

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kita
    • 学会等名
      International Symposium on Hand movement and Muscle synergy “New approaches to complex musculoskeletal systems”
    • 発表場所
      国立精神・神経医療研究センター, 東京
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 音楽家のジストニアと脳2015

    • 著者名/発表者名
      北佳保里,上原一将
    • 学会等名
      音楽医科学研究センター キックオフシンポジウム
    • 発表場所
      上智大学, 東京
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-12-17  

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