交感神経活動を重度障害者の代替え意思伝達手段とするための瞳孔反応の研究

• 研究課題/領域番号: 16650143
• 研究種目: 萌芽研究
• 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: 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所
• 研究代表者: 青木 久 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 機能発達学部, 室長 (60150215)
• 研究分担者: 塚原 玲子 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 機能発達学部, 主任研究員 (80227371)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
• キーワード: 瞳孔散大 / 交感神経皮膚応答 / 意思伝達手段 / 重症心身障害

研究概要

本研究では、随意動作の困難な重症心身障害児・者が動作を介することなく意思を伝達するために、文字呈示に対する瞳孔反応を解析し、交感神経反応による意思伝達装置の実用化を計った。
具体的には、被検者6名(健常成人3名、脳性マヒ2名、ALS1名)に、SSRを誘発する音刺激を加えて、瞳孔変化を赤外線ビデオカメラにより測定した。同時に手掌の皮膚電位を誘導して、瞳孔変化との関係を分析した。また文字選択課題として平仮名をランダムに表示し、あらかじめ指示した文字の表示された時に起きる瞳孔変化を解析した。その結果、音刺激に対して健常群では70%の試行に瞳孔の散大が認められた。さらに瞳孔散大反応の90%はSSRを伴った。瞳孔散大反応の平均潜時は560msであり、SSRの平均潜時よりほぼ1秒短かった。脳性マヒ2名の被験者では、健常者とほぼ同じ潜時と波形の瞳孔散大反応が得られた。ALSの被検者では、潜時は同じであったが散大の持続時間は短い傾向が認められた。さらに健常群で実施した文字選択課題では、ターゲット文字が表示された場合の瞳孔散大反応の出現率は70%であり、非ターゲット文字に対する出現率は19%であった。瞳孔散大とSSRとがほぼ同期して出現したことから、瞳孔散大反応はSSRと同様の交感神経活動によることが示唆された。また、瞳孔反応の潜時がSSRより短いこと、障害者に瞳孔散大が認められたこと、70%のターゲット文字を選択できたことから、瞳孔反応を意思伝達手段に利用することが可能であることが示唆された。実験の結果より、ターゲット文字を呈示した時の瞳孔反応の変化率と潜時を瞳孔散大判定パラメーターとして「瞳孔反応スイッチ」を試作した。今後、実証試験を実施して、交感神経反応による意思伝達装置の実用化を図りたい。