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2017 年度 実績報告書

運動機能再建を目的としたreal-timefMRIニューロフィードバックの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H05357
研究機関千葉大学

研究代表者

北 佳保里  千葉大学, フロンティア医工学センター, 助教 (60550548)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード職業性ジストニア / fMRI / 安静時機能的結合 / デコーディング
研究実績の概要

職業性ジストニアとは局所性ジストニアに分類され、長期間にわたる過剰な運動学習により、訓練した課題に特異的に異常な不随意運動が生じる神経疾患であるが、その治療法は確立されていないのが現状である。また、Brain-Machine Interface(BMI)とは、機械学習を用いて運動系に関わる神経信号を読み取りロボットハンドなどを制御する、脳と情報装置を直接接続する神経工学技術である。近年、BMIは神経補綴だけでなく、リハビリテーションにも応用されており、治療法が未確立な疾患への応用が期待されている。本研究では、fMRIにより計測された脳活動をリアルタイムに可視化して提示し、その情報を手掛かりに自身の脳活動を調整することで、脳活動や運動機能の改善をはかるreal-time fMRIニューロフィードバックの構築を目的とする。本年度は、音楽家のジストニアを対象として、ジストニアの病態解明を目的とし、かつ、ニューロフィードバックのターゲットとなりうる健常群との脳活動の違いを検証した。音楽家のジストニアは、楽器演奏時に異常な筋収縮が見られる神経疾患であるが、安静時機能結合に関して健常音楽家との差異があるかを検証した。さらに、安静時機能結合と音楽スキルとの関連についても検証を行った。ジストニアに罹患した音楽家21名、健常音楽家34名の安静時機能結合を全脳で比較したところ、音楽家のジストニアは課題特異的な疾患であるにも関わらず、基底核安静時機能結合ネットワークが被殻の右前部において群間で有意差があった。さらに、健常音楽家では、音楽スキルの一種である打鍵間隔の正確さと基底核の機能的結合の強さに有意な相関が見られたが、ジストニアに罹患した音楽家ではその相関関係が見られなかった。これらの知見は、音楽家のジストニアの病態解明の一助となると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Department of Psychology/University of Oslo(Norway)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      Department of Psychology/University of Oslo
  • [国際共同研究] Department of Information Engineering/University of Padua(Italy)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Department of Information Engineering/University of Padua
  • [雑誌論文] Decoding of Ankle Flexion and Extension from Cortical Current Sources Estimated from Non-invasive Brain Activity Recording Methods2018

    • 著者名/発表者名
      Mejia Tobar Alejandra、Hyoudou Rikiya、Kita Kahori、Nakamura Tatsuhiro、Kambara Hiroyuki、Ogata Yousuke、Hanakawa Takashi、Koike Yasuharu、Yoshimura Natsue
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 11 ページ: 733

    • DOI

      10.3389/fnins.2017.00733

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 脳機能イメージングによる神経疾患へのアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      北 佳保里
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 35 ページ: 531~535

    • DOI

      https://doi.org/10.7210/jrsj.35.531

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Using Virtual Reality and Virtual Avatar on Hand Motion Reconstruction Accuracy and Brain Activity2017

    • 著者名/発表者名
      Fernandez-Vargas Jacobo、Tarvainen Tapio V. J.、Kita Kahori、Yu Wenwei
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 5 ページ: 23736~23750

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2017.2766174

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Towards a NON-INVASIVE system for trans-humeral amputee motion restoration2017

    • 著者名/発表者名
      Jacobo Fernandez-Vargas, Kahori Kita, Wenwei Yu
    • 学会等名
      7th Graz BCI Conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion reconstruction system for trans-humeral amputees without motion tracking2017

    • 著者名/発表者名
      Jacobo FERNANDEZ-VARGAS, Kahori KITA, Wenwei YU
    • 学会等名
      Neuroscience
    • 国際学会
  • [学会発表] LOSS OF MUSICAL SKILL IN MUSICIAN’S DYSTONIA THROUGH DISRUPTION OF RESTING-STATE BASAL GANGLIA CONNECTIVITY2017

    • 著者名/発表者名
      Kahori Kita, Jaroslav Rokicki, Shinichi Furuya, Takashi Sakamoto, Takashi Hanakawa
    • 学会等名
      XXIII World Congress of Neurology
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳機能イメージングによる局所性ジストニアへのアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      北 佳保里
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2017
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動機能再建を目的とした干渉電流刺激のシミュレーション研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉田 佑、北 佳保里、兪 文偉
    • 学会等名
      第11回モーターコントロール研究会
  • [学会発表] 課題特異的局所性ジストニア患者の一次運動・体性感覚野での体部位再現2017

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 智士、北 佳保里、内藤 栄一、花川 隆
    • 学会等名
      第11回モーターコントロール研究会

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公開日: 2018-12-17  

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