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VR環境下での運動観察が脳・自律神経活動及び運動パフォーマンスに与える影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K10495
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関兵庫医科大学

研究代表者

坂口 雄哉  兵庫医科大学, リハビリテーション学部, 助教 (30803449)

研究分担者 奥谷 研  兵庫医科大学, リハビリテーション学部, 講師 (30548368)
平上 尚吾  兵庫医科大学, リハビリテーション学部, 教授 (60637643)
水野 由子 (松本由子)  兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (80331693)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2025年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードVR / バーチャルリアリティ / 運動観察 / 運動イメージ / 運動模倣 / 脳波 / 自律神経 / リハビリテーション
研究開始時の研究の概要

在院日数の短縮化が進む中で、患者の運動パフォーマンスをより早期に向上させるリハビリテーション手法の開発が求められている。本研究では、バーチャルリアリティ環境下での運動観察の有効性を明らかにするため、標的動作をヘッドマウントディスプレイで観察する「VR環境下での運動観察」の影響と、同動作をパソコンディスプレイで観察する「従来の運動観察」の影響を、脳波計と指尖容積脈波計を用いて評価する。また、各条件における映像への没入感や臨場感などを質問紙を用いて評価し、脳・自律神経活動との関連性を検討する。さらに、上肢運動パフォーマンスの変化を調べることにより、効果的なリハビリテーション手法の開発に繋げる。

研究実績の概要

本研究では、頭部装着型ディスプレイ(Head Mounted Display:HMD)を使用した「Virtual Reality(VR)環境下での運動観察」と、タブレットディスプレイ(Tablet Display:TD)を使用した「従来の運動観察」が、脳・自律神経活動、運動パフォーマンスに与える影響を調べることを目的としている。
2023年度は、研究対象者のリクルート、脳・自律神経活動の測定、およびデータ解析の一部を実施した。得られたデータから、HMDを使用した場合には、TDを使用した場合と比べて、多くの脳部位でアルファ帯域とベータ帯域の脳波のパワースペクトル値が上昇したことが明らかになった。このことから、HMDの使用によって、高次の能動的な注意制御が行われ、研究対象者がタスクに集中していた可能性があると考えられた。また、HMDを使用した場合には、TDを使用した場合と比べて、前頭部-頭頂部のアルファ帯域とベータ帯域の脳波のコヒーレンス値が上昇し、前頭-頭頂ネットワークに相当する部位の機能的結合性が高まったことが示された。さらに、前頭部-後頭部や前頭極部-後頭部のベータ帯域の脳波のコヒーレンス値が上昇し、視覚情報処理に関わる脳部位の機能的結合性が高まったことも示された。これらの結果から、HMDは従来のTDと比較して、脳活動を増加させる可能性が示唆された。
自律神経活動については解析の途中であるが、HMDを使用した場合には、TDを使用した場合と比べて、交感神経活動が増加する可能性が示唆されている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

脳波、指尖容積脈波、心電図の測定は完了し、脳波については成果の一部を論文にまとめ、雑誌に投稿した。

今後の研究の推進方策

測定済みの指尖容積脈波と心電図の解析を進め、自律神経活動の評価を行う。また、運動パフォーマンスの評価も行う予定である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] ヘッドマウントディスプレイを使用した運動イメージ時の脳波の機能的結合性の評価2024

    • 著者名/発表者名
      坂口 雄哉, 村松 歩, 山本 祐輔, 奥谷 研, 平上 尚吾, 水野(松本) 由子
    • 雑誌名

      作業療法

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] EEG spectral analysis of effects of action observation using head-mounted display on motor imagery2024

    • 著者名/発表者名
      Yuya Sakaguchi, Yusuke Kawaguchi, Daiki Noguchi, Ayumi Muramatsu, Yusuke Yamamoto, Kento Harachi, Akifumi Tanabe, Ryuji Kobayashi, Shogo Hiragami, Ken Okutani, Kenta Hashimoto, Yuko Mizuno-Matsumoto
    • 学会等名
      8th Asia Pacific Occupational Therapy Congress 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コヒーレンス解析によるヘッドマウントディスプレイを用いた運動イメージの脳波への影響2023

    • 著者名/発表者名
      坂口 雄哉, 川口 侑亮, 野口 大輝, 村松 歩, 山本 祐輔, 原地 絢斗, 田邉 晃史, 平上 尚吾, 奥谷 研, 水野(松本) 由子
    • 学会等名
      第53回 日本臨床神経生理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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