| 研究課題/領域番号 |
19K09452
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分56010:脳神経外科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
國井 尚人 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80713940)
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| 研究分担者 |
川合 謙介 自治医科大学, 医学部, 教授 (70260924)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ニューロフィードバック / 単一ニューロン活動 / 皮質脳波 / ブレインマシンインターフェイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
発声障害をターゲットとしたブレインマシンインターフェース（BMI）の研究は端緒についたばかりである。我々は、先行研究において、ひとつひとつの神経細胞の活動と沢山の神経活動の総和としての脳波を同時に計測できる電極を開発して特許を取得した。これにより、発声した母音を脳信号から予測することが可能となった。本研究では、予測した内容を被検者に提示する訓練を行うことで、予測精度を向上する技術の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
我々が独自に開発した、復号化において相補的な情報源となり得る微小電極と表面留置型電極からなる頭蓋内ハイブリッド電極を用いて、ヒトの発声に関わる感覚/運動野における単一ニューロン活動と高周波律動活動を計測した。
覚醒時にベッドサイドで読字課題を行い、計測した脳活動をリアルタイムに復号化するシステムの構築に成功した。全4例で復号化した情報のリアルタイムフィードバックを施行した。しかし、復号化精度の経時的改善は見られなかった。単一ニューロンの収率を改善すること、より長期のフィードバック期間を設けることが、リアルタイムフィードバック成功に必要と考えられた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
医療の発達により、発声機能を失った患者の長期生存が可能となってきている。発声機能を補う手段のひとつとして、侵襲的ブレインマシンインターフェイス（BMI）の利用が期待される。マルチスケールな神経活動に基づいたフィードバックにより機能的再組織化を促すコンセプトは新規性が高く、本システム構築の意義は大きい。臨床的制約により、現状では長期間のフィードバックを行うことは困難であるが、将来的には長期植込型の頭蓋内脳波計測システムの臨床使用も見込まれており、本研究の成果は有望なBMI技術につながり得る。メタバースの普及に伴うコミュニケーションBMIの需要の高まりに備える意味でも、本研究の社会的意義は大きい。
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