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脳信号解読技術を用いた言語機能再建の試み

研究課題

研究課題/領域番号 19650153
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
研究機関大阪大学

研究代表者

平田 雅之  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (30372626)

研究分担者 佐藤 雅昭  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報研究所, 室長 (90395129)
依藤 史郎  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (80191675)
加藤 天美  近畿大学, 医学部, 教授 (00233776)
神谷 之康  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報研究所, 主任研究員 (50418513)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2008年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2007年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード機能再建 / 機能局在 / 言語 / 脳律動 / 脳信号復号化 / ブレイン・コンピュータ・インターフェース
研究概要

(1)MEG、皮質脳波(ECoG)を用いた脳律動計測
ECoGとMEGとで同一課題施行し、解析ソフトBESAを用いて時間周波数解析、coherence解析を行った。詳細な脳内処理過程が明らかになるとともに、言語領野に共通の律動帯域と特有の律動帯域があることが明らかなり、現在論文投稿準備中である。
(2)脳磁図(MEG)での言語優位半球の評価、言語機能局在の評価
単語黙読課題を用いた場合、アミタールテストとの比較で85%一致、電気刺激によるマッピング法との位置の差は6.3±7.1mmであり、非侵襲的検査法として優れた方法であると証明された。アミタールテスト、脳表電気刺激の結果と比較し、成果を論文に投稿した。
(3)脳信号解読
まず、言語機能解読の基礎となる運動機能についてもsupport vector machineを用いて運動内容解読を試みた。運動内容推定については3種の運動内容弁別が80-90%の正答率でリアルタイムに弁別できることが明らかとなり、英文誌Neuroimageに発表した。
言語に関しても時の皮質脳波を計測し、support vector machineを用いた脳信号複号化により発語内容推定を行った。カテゴリー別語想起課題にたいするカテゴリー識別は有意差のある結果が得られなかった。ピ、ポ、ギ、ゴなど単純な発語課題の識別率は運動内容解読には及ばないものの、本方法で言語内容解読がリアルタイムに可能なことが明らかになった。今後さらに性能向上のために計測・解析方法に工夫が必要であると考えられた。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (22件) 図書 (2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Neural decoding using gyral and intrasulcal electrocorticograms.2009

    • 著者名/発表者名
      Yanagisawa, T
    • 雑誌名

      Neuroimage (In press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナビゲーション誘導下反復的経頭蓋磁気刺激による誘発視覚の定量的解析2009

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      臨床脳波 51

      ページ: 12-18

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Cortical oscillatory power changes during auditory oddball task revealed by spatially filtered magnetoencephalography.2009

    • 著者名/発表者名
      Ishii R
    • 雑誌名

      Clin Neurophysiol. (In press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cortical oscillatory power changes during auditory oddball task revealed by spatially filtered magnetoencephalography.2009

    • 著者名/発表者名
      Kato A
    • 雑誌名

      Clin Neurophysiol. (In press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 頭蓋内電極を用いたブレインマシンインターフェースの現状2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      計測と制御 47

      ページ: 537-540

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 皮質脳波を用いた脳・コンピュータ連結2008

    • 著者名/発表者名
      柳澤琢史
    • 雑誌名

      機能的脳神経外科 47

      ページ: 130-133

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ブレイン・マシン・インターフェースの臨床応用 : 皮質脳波を用いた運動機能再建2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 雑誌名

      脳2 1 11

      ページ: 187-192

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] ヒト脳の可塑性と再生・再建2008

    • 著者名/発表者名
      吉峰俊樹
    • 雑誌名

      脳21 11

      ページ: 130-142

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrical Stimulation of primary motor cortex within the central sulcus for intractable neuropathic pain.2008

    • 著者名/発表者名
      Hosomi, K
    • 雑誌名

      Clin Neurophysiol 119

      ページ: 993-1001

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ipsilateral motor-related hyperactivity in patients wi th cerebral occlusive vascular disease2008

    • 著者名/発表者名
      Oshino, S
    • 雑誌名

      Stroke 39

      ページ: 2769-2775

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diffusion Tensor Fiber Tracking in Patients with Centra1 Post-stroke Pain : Correlation with Efficacy of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation.2008

    • 著者名/発表者名
      Goto T
    • 雑誌名

      Pain 140

      ページ: 509-518

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SAM/BESAを併用した暗算時の脳内局所律動変化の解析-そろばん熟練者と非熟練者の比較-2008

    • 著者名/発表者名
      魚川江津子
    • 雑誌名

      臨床脳波 50

      ページ: 291-296

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 幻肢痛に対する大脳皮質刺激療法のメカニズム解析2008

    • 著者名/発表者名
      柳澤琢史
    • 雑誌名

      Pain Research 23

      ページ: 27-34

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combined harpoonlike jagged microneedles imitating mosquito's proboscis and its insertion experiment with vibration.2008

    • 著者名/発表者名
      Izumi H
    • 雑誌名

      IEEJ Trans 3

      ページ: 425-431

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Motor control and epilepsy-Functional restoration after surgical treatment for intractable epilepsy-2008

    • 著者名/発表者名
      Kato, A
    • 雑誌名

      Proceedings of JEPICC2007 (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] ブレイン・マシン・インターフェースの臨床応用:皮質脳波を用いた運動機能再建2008

    • 著者名/発表者名
      平田, 雅之
    • 雑誌名

      脳21 (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 頭蓋内電極を用いたブレインマシンインターフェースの現状2008

    • 著者名/発表者名
      平田 雅之
    • 雑誌名

      計測と制御 (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of the emotional connotations in words on the frontal areas-aspatially filtered MEG study2007

    • 著者名/発表者名
      Hirata, M
    • 雑誌名

      NeuroImage 35

      ページ: 420-429

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetoencephalographic analysis of cortical oscillatory activity in patients with brain tumors: Synthetic aperture magnetometry (SAM) functional imaging of delta band activity2007

    • 著者名/発表者名
      Oshino, S
    • 雑誌名

      NeuroImage 34

      ページ: 957-64

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Late response evoked by cerebellar stimuli: effect of optokinetic stimulation2007

    • 著者名/発表者名
      Sakihara, K
    • 雑誌名

      NeuroReport 18

      ページ: 891-894

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 皮質脳波を用いたbrain mappingとneural decoding2007

    • 著者名/発表者名
      平田, 雅之
    • 雑誌名

      信学技報 52

      ページ: 105-108

    • NAID

      110006452966

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 局所脳律動変化にもとづいた脳機能マッピングと脳機能再建への応用2007

    • 著者名/発表者名
      平田, 雅之
    • 雑誌名

      機能的脳神経外科 46

      ページ: 129-134

    • NAID

      10024369282

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 幻肢痛に対する大脳皮質刺激療法のメカニズム解析2007

    • 著者名/発表者名
      柳澤, 琢史
    • 雑誌名

      Pain Research 23

      ページ: 27-34

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Neural processing of mental calculation : comparison between abacus experts and nonexperts2008

    • 著者名/発表者名
      Hirata M
    • 学会等名
      the Society for Neuroscience's 38th annual meeting
    • 発表場所
      Washington
    • 年月日
      2008-11-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 脳磁図、皮質電位、ファイバートラッキング、経頭蓋磁気刺激を用いた術前術中視覚機能評価2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      第38回日本臨床神経生理学会・学術大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-11-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ブレインマシンインターフェースを用いた運動機能再建2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      平成20年度情報処理学会関西支部支部大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-10-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] てんかん外科のための皮質電気刺激と皮質脳波律動変化を併用した脳機能マツピング2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      第42回日本てんかん学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-10-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 皮質脳波を用いたBrain machine interfaceによるリアルタイムロボット制御 : 現状と今後の展望2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第67回学術総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-10-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 脳表脳波計測に基づく運動制御の実時間復号化2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      第23回生体・生理工学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-09-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Real time decoding of motor control using electrocorticograms2008

    • 著者名/発表者名
      Hirata. M
    • 学会等名
      Satelite symposiurn of bionmag2008
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2008-08-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 脳磁図、皮質電位、ファイバートラッキング、経頭蓋磁気刺激を用いた術前術中視覚機能評価2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      第8回日本脳神経外科術中画像研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-07-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Neural processing of mental calculation : comparison between abacus experts and nonexperts2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 臨床神経生理学分野における医工連携の重要性2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      第23回日本生体磁気学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 言語領野皮質機能マッピングの現状と将来 : 侵襲的電気刺激から非侵襲機能画像と経頭蓋磁気刺激の併用へ2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      第10回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2008-06-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 脳表脳波を用いたブレイン・コンピュータ・インターフェース2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      第52回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-05-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 低侵襲型BMI : 皮質脳波を用いたBMIによる 脳機能再建2008

    • 著者名/発表者名
      平田雅之
    • 学会等名
      多次元共同脳科学推進センターキックオフシンポジウム「日本における脳科学研究および教育の現状と将来に関する検討会」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2008-04-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 開口合成脳磁図を用いた言語優位半球、言語機能局在の術前評価2007

    • 著者名/発表者名
      平田, 雅之
    • 学会等名
      第41回日本てんかん学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 単語黙読時における脳内局所脳律動変化の解析2007

    • 著者名/発表者名
      梅川, 夕佳
    • 学会等名
      第37回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      宇都宮
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 皮質脳波を用いたbrain mappingとneural decoding2007

    • 著者名/発表者名
      平田, 雅之
    • 学会等名
      ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-10-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 開口合成脳磁図を用いた言語優位半球、言語機能局在の術前評価:侵襲的検査法との比較検証2007

    • 著者名/発表者名
      平田, 雅之
    • 学会等名
      第66回日本脳神経外科学会総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-10-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Hierarchical network of the human sensorimotor cortex: coherence analysis using gyral and intrasulcal electrocorticograms2007

    • 著者名/発表者名
      Hirata, M
    • 学会等名
      The post-Conference Workshops of the 22nd Annual Conference on Neural Information Processing Systems
    • 発表場所
      Whistler
    • 年月日
      2007-09-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Noninvasive evaluation of language dominance and localization using synthetic aperture magnetometry: comparison with the Wada test and stimulation mapping2007

    • 著者名/発表者名
      Hirata, M
    • 学会等名
      The First Conference of the International Society for the Advancement of Clinical Magnetoencephalography
    • 発表場所
      Matsushima
    • 年月日
      2007-08-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Functional brain mapping and restoration using event-related oscillatory changes2007

    • 著者名/発表者名
      Hirata, M
    • 学会等名
      6th Congress of the Asian Society for Stereotactic, Functional and Computer Assisted Neurosurgery
    • 発表場所
      Mt. Fuji
    • 年月日
      2007-05-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Noninvasive evaluation of language dominance and localization using synthetic aperture magnetometry: comparison with the Wada test and stimulation mapping2007

    • 著者名/発表者名
      Hirata, M
    • 学会等名
      27th International Epilepsy Congress
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Functional brain mappihg using electrocorticographic oscillatory changes2007

    • 著者名/発表者名
      Hirata, M
    • 学会等名
      2nd Congress of the International Society of Reconstructive Neurosurgery and 5th Scientific Meeting of the Neurorehabilitation and Reconstructive Neurosurgery Committee of the World Federation of Neurosurgical Societies
    • 発表場所
      Taipei
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Motor control and epilepsy-Functional restoration aftersurgical treatment for intractable epilepsy. In Event-related Potentials in Patients with Epilepsy : from Current stateto Future Prospects2008

    • 著者名/発表者名
      Kato A
    • 出版者
      John Libbery Eurotext, Paris
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] MEG neuroimaging of delisions in episodic interictal psychosis of epilepsy2007

    • 著者名/発表者名
      Kato, A
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 頭蓋内電極構造体およびその製造方法2009

    • 発明者名
      平田雅之, 他6名
    • 権利者名
      大阪大学
    • 出願年月日
      2009-02-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 頭蓋内電極構造体およびその製造方法2007

    • 発明者名
      平田 雅之, 他4名
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2007-216461
    • 出願年月日
      2007-08-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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