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脳波による指運動情報の予測 -脳波バーチャルキーボードに向けて-

研究課題

研究課題/領域番号 26560303
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

南部 功夫  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (40553235)

研究分担者 和田 安弘  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70293248)
大須 理英子  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 研究員 (60374112)
連携研究者 大須 理英子  国際電気通信基礎技術研究所, 研究員 (60374112)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード脳活動 / EEG / fNIRS / BCI / 運動 / 脳情報 / 脳波 / 指運動 / 非侵襲脳活動 / 指
研究成果の概要

本研究では、直感的で操作が容易な脳情報バーチャルキーボード構築に向けた基礎検討を行った。最初に、脳波(EEG)を用いて、運動実行時および想起時の個々の指運動(想起)を予測できる可能性を明らかにした。次に、機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)により、運動準備時には対側の運動前野や補足運動野に高精度な指運動情報(系列)が含まれることがわかった。最後に、機能的近赤外分光計測(fNIRS)を用いた運動情報の抽出を目指し、fNIRS信号に混在する頭皮血流アーチファクトを除去し、脳活動の推定精度を向上させる手法を開発した.以上の結果は、脳情報を利用したバーチャルキーボード構築に貢献すると期待される。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Detecting Motor Learning-Related fNIRS Activity by Applying Removal of Systemic Interferences2017

    • 著者名/発表者名
      Isao Nambu, Takahiro Imai, Shota Saito, Takanori Sato, Yasuhiro Wada
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E100.D 号: 1 ページ: 242-245

    • DOI

      10.1587/transinf.2016EDL8132

    • NAID

      130005188327

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transient increase in systemic interferences in the superficial layer and its influence on event-related motor tasks: a functional near-infrared spectroscopy study2017

    • 著者名/発表者名
      Isao Nambu*, Takuya Ozawa*, Takanori Sato, Takatsugu Aihara, Yusuke Fujiwara, Yohei Otaka, Rieko Osu, Jun Izawa, Yasuhiro Wada
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 22(3) 号: 3 ページ: 035008-035008

    • DOI

      10.1117/1.jbo.22.3.035008

    • NAID

      120007129213

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 機能的近赤外分光法を用いたブレイン・コンピュータ・インタフェースに対する頭皮血流除去の効果2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴紀、南部功夫、和田安弘
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 137 号: 5 ページ: 717-723

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.137.717

    • NAID

      130005631897

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reduction of global interference of scalp-hemodynamics in functional near-infrared spectroscopy using short distance probes2016

    • 著者名/発表者名
      Sato T, Nambu I, Takeda K, Aihara T, Yamashita O, Isogaya Y, Inoue Y, Otaka Y, Wada Y, Kawato M, Sato MA, Osu R
    • 雑誌名

      Neuroimage

      巻: 141 ページ: 120-132

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2016.06.054

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Decoding sequential finger movement from preparatory activity in higher-order motor regions: a functional magnetic resonance imaging multi-voxel pattern analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Isao Nambu, Nobuhiro Hagura, Satoshi Hirose, Yasuhiro Wada, Mitsuo Kawato, Eiichi Naito
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 42 号: 10 ページ: 2851-2859

    • DOI

      10.1111/ejn.13063

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 実運動と運動想起における指運動の予測:脳波による検討2017

    • 著者名/発表者名
      林哲郎, 横山寛,南部功夫, 和田安弘,
    • 学会等名
      電子情報通信学会MBE研究会
    • 発表場所
      機械振興会館
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] fNIRS計測時の頭部運動アーチファクトを除去するGLM解析の検討2016

    • 著者名/発表者名
      中村大輝, 佐藤貴紀, 南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会, 信越支部大会
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Neurofeedback training for a 4-class fNIRS-based BCI2016

    • 著者名/発表者名
      Octavio Kazuyoshi Saito Junior, Takanori Sato, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      IEEE Shin-etsu section
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Resting-State Brain Activity in the Motor Cortex Reflects Task-Induced Activity: A Multi-Voxel Pattern Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Kusano, Hiroki Kurashige, Isao Nambu, Yoshiya Moriguchi, Takashi Hanakawa, Yasuhiro Wada, Rieko Osu
    • 学会等名
      Annual meeting of Society for Neuroscience (Neuroscience2015)
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EEGを用いた運動抑制エラーの単試行分類における特徴量に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      林哲郎, 山根彰太, 南部功夫, 矢野昌平,和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 発表場所
      柏崎
    • 年月日
      2015-10-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] fNIRSを用いた運動想起時の脳活動に対する頭皮血流除去の効果2015

    • 著者名/発表者名
      小田祐太, 佐藤貴紀, 南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 発表場所
      柏崎
    • 年月日
      2015-10-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Resting-State Brain Activity in the Motor Cortex Reflects Task-Induced Activity: A Multi-Voxel Pattern Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Kusano, Hiroki Kurashige, Isao Nambu, Yoshiya Moriguchi, Takashi Hanakawa, Yasuhiro Wada, Rieko Osu
    • 学会等名
      37th Annual International IEEE EMBS Conference (EMBC2015)
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural representations by multi-voxel pattern of primary motor cortex inherent in resting-state brain activity2015

    • 著者名/発表者名
      草野利樹, 倉重宏樹, 南部功夫, 守口善也, 花川隆,和田安弘,大須理英子
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Switch specific activity is reflected beta-power phase synchronization: an EEG study2015

    • 著者名/発表者名
      横山寛, 南部功夫, 井澤淳,和田安弘
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Predicting occurrence of errors during a Go/No-Go task from EEG signals using support vector machine2014

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamane, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      36th Annual International IEEE EMBS Conference (EMBC2014)
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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