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ヒト嚥下関連脳律動解析と嚥下時脳信号解読

研究課題

研究課題/領域番号 18K18366
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

橋本 洋章  大阪大学, 国際医工情報センター, 招へい研究員 (50770674)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード嚥下 / High γ活動 / 頭蓋内電極 / 深層転移学習 / 脳律動変化 / 嚥下BMI / 嚥下ニューロモデュレーション / 嚥下時脳活動 / High γ 活動 / 転移学習 / 深層学習 / AlexNet / Phase amplitude coupling / 頭蓋内脳波 / 高周波脳律動 / High γ帯域 / 中心下領域 / 脳機能解析 / ブレイン・マシン・インターフェース(BMI) / 脳情報解読
研究成果の概要

嚥下(飲み込み)機能は生命維持に必須の機能であり、嚥下の際には大脳の多領域が活動することが先行研究でわかっていた。本研究では頭蓋内電極を用いることで嚥下時の脳活動を明らかにし、その解読を行うことを目的に行われた
嚥下に際し、大脳のシルビウス裂に沿った領域にHigh γ帯域(75-150 Hz)の活動が出現することが明らかとなった。また、そのHigh γ活動と転移学習を組み合わせることで、被験者の嚥下意図を約75%の精度で識別できることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

嚥下(飲み込み)機能が障害されると誤嚥がおき、窒息や肺炎を引き起こし、ときには生命の危機にも関与する。嚥下障害に対する新たな試みとして脳や喉、頸部を電気などにより刺激するニューロモデュレーション療法が行われており一定の効果も報告されている。しかし、刺激の条件に関しては一定の見解がない。本研究により嚥下時に大脳外側領域が活動することが分かり、同部位がニューロモデュレーション療法の潜在的な刺激目標になりうることを示すことができ、学術的に意義深い。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 頭蓋内電極留置術イラスト作成の工夫2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Hiroaki
    • 雑誌名

      脳神経外科ジャーナル

      巻: 29 号: 3 ページ: 216-220

    • DOI

      10.7887/jcns.29.216

    • NAID

      130007815533

    • ISSN
      0917-950X, 2187-3100
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coupling between infraslow activities and high‐frequency oscillations precedes seizure onset2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Hiroaki、Khoo Hui Ming、Yanagisawa Takufumi、Tani Naoki、Oshino Satoru、Kishima Haruhiko、Hirata Masayuki
    • 雑誌名

      Epilepsia Open

      巻: 5 号: 3 ページ: 501-506

    • DOI

      10.1002/epi4.12425

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Swallowing Decoder Based on Deep Transfer Learning: AlexNet Classification of the Intracranial Electrocorticogram2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Hiroaki、Kameda Seiji、Maezawa Hitoshi、Oshino Satoru、Tani Naoki、Khoo Hui Ming、Yanagisawa Takufumi、Yoshimine Toshiki、Kishima Haruhiko、Hirata Masayuki
    • 雑誌名

      International Journal of Neural Systems

      巻: - 号: 11 ページ: 2050056-2050056

    • DOI

      10.1142/s0129065720500562

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 頭蓋内電極を用いた嚥下関連脳活動の解析と解読2020

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、亀田成司、前澤仁志、押野悟、谷直樹、クー・ウイミン、栁澤琢史、吉峰俊樹、貴島晴彦、平田雅之
    • 雑誌名

      喉頭

      巻: 32 ページ: 165-171

    • NAID

      130008036947

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] ヒト頭蓋内電極を用いた嚥下関連High γ帯域活動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章、平田 雅之、亀田 成司、吉田 史章、栁澤 琢史、押野 悟、吉峰 俊樹、貴島 晴彦
    • 雑誌名

      臨床神経生理学

      巻: 47 号: 1 ページ: 9-16

    • DOI

      10.11422/jscn.47.9

    • NAID

      130007608519

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • 年月日
      2019-02-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 頭蓋内脳波を用いた嚥下時脳機能の可視化:嚥下BMIへの応用を目指して2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章、平田 雅之、吉田 史章、亀田 成司、栁澤 琢史、押野 悟、吉峰 俊樹、貴島 晴彦
    • 雑誌名

      CI研究

      巻: 40 ページ: 127-133

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヒト頭蓋内電極による嚥下関連脳律動解析とマルチモーダル嚥下計測2018

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章, 平田 雅之, 亀田 成司, 吉田 史章, 栁澤 琢史, 押野 悟, 吉峰 俊樹, 貴島 晴彦
    • 雑誌名

      機能的脳神経外科

      巻: 57 ページ: 11-17

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高周波振動(HFO)・DC電位変化同期システムを用いたてんかん性脳活動の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章、平田 雅之、押野 悟 、谷 直樹、圓尾 知之、KHOO HUI MING 栁澤 琢史、山本 祥太、藤田 祐也、木本優希 、貴島 晴彦
    • 学会等名
      第43回日本脳神経CI学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Swallowing-related neural oscillatory activities revealed by human electrocorticograms (ECoGs)2020

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章, 亀田 成司, 吉田 史章, 押野 悟, 谷 直樹, KHOO HUI MING, 栁澤 琢史, 高橋和貴、吉峰 俊樹, 貴島 晴彦、平田 雅之
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 頭蓋内電極を用いた嚥下関連脳活動の解析と解読2020

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章、亀田 成司、前澤 仁志、押野 悟、谷 直樹、クー・ウィミン、栁澤 琢史、吉峰 俊樹、貴島 晴彦、平田 雅之
    • 学会等名
      第32回日本喉頭科学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 頭蓋内電極留置術や脳深部刺激術・微小電極記録により計測される脳律動変化を可視化する2020

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章、圓尾 知之、クー・ウィミン、谷 直樹、栁澤 琢史、中村 仁美、押野 悟、平田 雅之、後藤 恵、生塩 之敬、貴島 晴彦
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第79回学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] DC(直流)電位変動と高周波振動(HFO)を用いた脳腫瘍関連てんかんの解析2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章、平田 雅之、中川 智義、KHOO HUI MING、谷 直樹、栁澤 琢史、山本 祥太、押野 悟、貴島 晴彦
    • 学会等名
      第77回 日本脳神経外科学会近畿支部学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Swallowing-related neural oscillatory changes revealed by human electrocorticograms (ECoGs)2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Hashimoto
    • 学会等名
      The 12th International Symposium of MEI Center
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 手術イラスト作成の工夫2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章、山本 祥太、藤田 祐也、KHOO HUI MING、柳澤 琢史、木嶋 教行、大西 諭一郎、 谷 直樹、木下 学、押野 悟、平田 雅之、貴島 晴彦
    • 学会等名
      第78回日本脳神経外科学会近畿支部学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase amplitude couplingにより明らかにされる 皮質内嚥下ネットワーク (シンポジウム)2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章, 平田 雅之, 亀田 成司, 吉田 史章, 吉峰 俊樹, 押野 悟, 谷 直樹 , KHOO HUI MING, 柳澤 琢史, 田中 將貴, 山本 祥太, 藤田 祐也, 貴島 晴彦
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第78回学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭蓋内脳波、高周波脳律動、DC電位変動同期システム を用いたてんかん解析2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 洋章, 平田 雅之, 押野 悟, 谷 直樹, クー ウィミン, 栁澤 琢史, 山本 祥太, 藤田 祐也, 貴島 晴彦
    • 学会等名
      第53回日本てんかん学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ディープラーニングの手法を用いた嚥下時脳活動の解読2019

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第58回日本定位・機能神経外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ディープラーニングの手法を用いた嚥下時脳活動の解読 (ミニレクチャー)2019

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第42回 日本嚥下医学会総会ならびに学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 嚥下機能再建を目指した嚥下ブレイン・マシン・インターフェース研究 (シンポジウム)2019

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第21回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Swallowing related high gamma band oscillatory changes revealed by human electrocorticograms2018

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto H , Hirata M , Takahashi K , Kameda S , Yoshida F , Yanagisawa T , Oshino S , Yoshimine T , Kishima H
    • 学会等名
      2018 International BCI Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト頭蓋内電極(ECoG)を用いた嚥下時脳活動解析2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司1)、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第33回日本生体磁気学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭蓋内電極を用いた嚥下時脳活動解析と解読2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第7回大阪大学神経難病フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Kinect v2を用いた嚥下運動の非侵襲的定量化2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第24回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト頭蓋内電極(ECoG)を用いた嚥下時脳機能の解析と解読2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第24回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ディープラーニングを用いた嚥下関連頭蓋内脳波解読2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第77回学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ディープラーニングを用いた嚥下時頭蓋内脳波解読2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第52回日本てんかん学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Multimodal measurement of swallowing using human electrocorticograms, Kinect v2, an electroglottography and a throat microphone in order to reveal swallowing-related neural activities.2018

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto H, Hirata M1, Takahashi K, Kameda S, Yoshida F, Yanagisawa T, Oshino S, Yoshimine T, Kishima H
    • 学会等名
      Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 頭蓋内電極、Kinect v2、電気声門図、喉頭マイクを用いた マルチモーダル嚥下計測2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第48回日本臨床神経生理学会 学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 嚥下機能再建を目指したBMI研究2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第5回 脳神経外科BMI研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 嚥下の脳機能解明とBMIへの応用:研究成果紹紹介2018

    • 著者名/発表者名
      橋本洋章、平田雅之、亀田成司、吉田史章、栁澤琢史、押野 悟、吉峰俊樹、貴島晴彦
    • 学会等名
      第4回嚥下シミュレーション研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] ここが知りたい定位脳手術・電気刺激療法Q&A2019

    • 著者名/発表者名
      上利 崇, 岡崎三保子,亀田雅博,貴島晴彦,金 一徹, 桑原 研, 近藤聡彦,齋藤洋一,佐々木達也,佐々田 晋,新光阿以子, 田尻直輝, 伊達 勲,橋本洋章,平田雅之,平松匡文, 細本 翔, 守本 純, 安原隆雄,若森孝彰
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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