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発達障害におけるワーキングメモリ強化のためのニューロトレーニング

研究課題

研究課題/領域番号 23K21865
補助金の研究課題番号 21H03853 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分90150:医療福祉工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

伊良皆 啓治  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (20211758)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードニューロトレーニング / 発達障害 / ワーキングメモリ / 視線計測 / ADHD / マルチタスクゲーム / 注意機能 / 自閉症
研究開始時の研究の概要

本研究では、発達障害者の注意、集中の問題を改善するために、発達障害とワーキングメモリの関係を明らかにするとともに、ワーキングメモリを強化するニューロトレーニングを創出するものである。具体的には、脳波、心電図、顔の微小表情、視線の動き、微細な体動を計測、解析し、これらの情報を統合し注意や集中、感情の状態を可視化し、この情報を用いることで、最適な集中状態を維持し、ワーキングメモリを強化することができるニューロトレーニング法のデザイン、簡易トレーニングシステム開発を行う。

研究実績の概要

本研究では、ワーキングメモリを強化するためのニューロトレーニング法を開発し、それをシステム化することとともに、脳波や脳血流、心電図など脳神経生理情報、加えて顔の表情や視線の情報を計測することにより、障害者の学習やトレーニング時の注意集中・認知・感情を可視化し、その時々の個人の状態をフィードバックし、精神状態のコントロール行えるようなシステムの構築を目指している。
これまで、ニューロトレーニング法として注意機能を向上させるためのマルチタスクを用いたVRシステム上でのマルチタスクゲームの開発を行った。今年度は、このゲームのトレーニング効果を上昇させるためゲーム中のバックグランドミュージックの影響について調べた。マルチタスクゲーム中のBGMのテンポをタスクの難易度に合わせて変化させ、認知機能への影響を調べた。高めのテンポを使用することで覚醒度、気分、没入感が向上し、タスクの進行に合わせてテンポを変化させることで情報処理への負荷が軽減すること期待できる。ゲーム課題の得点の結果でその効果を評価した結果、テンポを変化させた群ではGo/Nogo課題の成績が高くなった。質問紙調査の結果、課題中の覚醒や気分の変化は認められなかったので、バックグランドミュージックのテンポの変化が、パフォーマンスの増加に効果があることがわかった。
このほかに、ゲーム中に心電図を計測し時々刻々変化する感情を評価するための回帰モデルを考案した。現在、この回帰モデルの妥当性を検証している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の計画であるニューロトレーニングの方法であるマルチタスクゲームに関しては、プロトタイプのゲームが完成している。タブレット端末にも実装し、このマルチタスクゲームを大学生の被験者を用いて評価した結果、若干の効果があることが示された。しかし、その効果は大きなものではなく、ゲームのデザインや難度など検討すべき点は残されており、改良を行っている。このシステムを大学生に用いた検証実験では、大きな効果は見られておらず、実際のADHDや自閉症スペクトラムなど発達障害を有している子供を対象に検証実験を行い、ゲームの効果を調べることが望まれるが、現在は、まだ実施できていない。

今後の研究の推進方策

本ニューロトレーニングの対象としているのは、発達障害児や発達障害までは診断されないグレーゾーンとよばれている子供であるが、これらの対象者に対する評価実験に対してはこれからであり、現在、これらの実験に協力してくれる実験協力者を探している。
また、ゲームをしている最中の脳波、視線情報など、ゲームの成績との関連性を調べることによって、被験者の注意機能の変化を示すモデルの開発を行う。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Linear Relationship between Corticomusclar Coherence and Upper Limb Voluntary Contraction2023

    • 著者名/発表者名
      Yueling Zhang, Keiji Iramina
    • 雑誌名

      2023 15th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/bmeicon60347.2023.10322082

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in EEG-based Brain Network Activity during Non-REM Sleep2022

    • 著者名/発表者名
      Sho Ageno, Shu Tanaka, Ryoya Okura, Keiji Iramina
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 11 号: 0 ページ: 109-116

    • DOI

      10.14326/abe.11.109

    • ISSN
      2187-5219
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of brain activity in success and failure in single and multitask game2021

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Sanuki, Nonthaporn Nakphu, Ayumi Tahara, Shodai Suehiro,Haruki Nishimura, Keiji Iramina
    • 雑誌名

      2021 13th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)

      巻: - ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/bmeicon53485.2021.9745233

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Working Memory Training on Learning Ability of High School Students2021

    • 著者名/発表者名
      Misato Oka, Junna Muta, Kiko Sato, Eiji Ikuta, Keiji Iramina
    • 雑誌名

      2021 13th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/bmeicon53485.2021.9745247

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脳波を用いたメンタルワークロード検出に感情が及ぼす影響2024

    • 著者名/発表者名
      原田 岬, 伊良皆 啓治
    • 学会等名
      2024日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ECGを用いた動画視聴中の恐怖と不安の遷移評価2024

    • 著者名/発表者名
      高妻 令成 , 伊良皆 啓治
    • 学会等名
      2024日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 指の無意識的運動実行による分類精度向上可能性の調査2024

    • 著者名/発表者名
      清原 武志 , 伊良皆 啓治
    • 学会等名
      2024日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Working memory study using EEG and NIRS for early detection and intervention ADHD2023

    • 著者名/発表者名
      Keiji Iramina
    • 学会等名
      2023 Coference Korean Society of EEG and Neurophysiology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Linear Relationship between Corticomusclar Coherence and Upper Limb Voluntary Contraction2023

    • 著者名/発表者名
      Yueling Zhang, Keiji Iramina
    • 学会等名
      BMEiCON2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Working Memory Training on Learning Ability of High School Students2021

    • 著者名/発表者名
      Misato Oka, Munna Muta, Kiko Sato, Eiji Ikuta,Keiji Iramina
    • 学会等名
      13th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of brain activity in success and failure in single and multitask game2021

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Sanuki, Haruki Nishimura, Shodai Suehiro, Keiji Iramina
    • 学会等名
      13th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The difference of EEG based brain network activity during non REM sleep2021

    • 著者名/発表者名
      揚野 翔、大倉諒也、伊良皆啓治
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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