| 研究課題/領域番号 |
17K01618
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
門田 宏 高知工科大学, 情報学群, 准教授 (00415366)
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| 研究分担者 |
木村 岳裕 高知工科大学, 総合研究所, 助教(PD) (50632254)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | fMRI / ニューロフィードバック |
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| 研究実績の概要 |
我々は運動することで日々生活を営んでいる。ヒトの持つ運動学習能力の神経基盤を解明していくことは重要な課題の一つである。本研究では機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を用いて、実験参加者の脳活動状態をリアルタイムにフィードバックすることによって実験参加者の脳活動を変化させ、脳活動状態と運動学習との関係を解明していくことを目的としている。
本年度は、実験参加者の運動野を関心領域とし、その部位の脳活動量をフィードバックすることにより、実験参加者が意識的に自己の脳活動を上げるまたは下げることが可能かどうかを検証した。実験では、MRIによって計測した運動野の信号をTurbo BrainVoyagerを用いてリアルタイムに取り込み解析を行った。そして、その活動量に応じた円の大きさを実験参加者にフィードバックとして与えた。実験はニューロフィードバック条件６０秒、安静条件３０秒のブロックデザインで行った。ブロック毎に円の色を切り替え、実験参加者は提示される円の色に応じて、円を大きくするまたは小さくするように教示された。実験は、実験参加者個々人の運動野を同定するための計測およびトレーニングの計測を３日間行った。実験の結果、実験初日は条件に応じた変調はあまり見られなかったが、トレーニングを進めるにしたがって、実験参加者は条件に応じて脳活動を上げることはできるようになった。また、脳活動を下げることは上げるよりも難しい傾向が見られた。さらに、実験参加者によってはトレーニング3日目には条件に応じて脳活動を上げるまたは下げるという変調ができるようになった。これらのことからMRI信号をリアルタイムにフィードバックするトレーニングによって被験者は意識的に自己の運動野の脳活動を上げるまたは下げることができることが明らかとなった。
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| 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
今年度は自己の脳活動をフィードバックすることにより、意識的に上げるまたは下げることが可能であるかを検証した。実験では3日間のトレーニングを行い、経時的な変化を確認することができた。また、実験結果から、実験参加者によっては上げるまたは下げることが可能であることが明らかになった。これらの知見を得たことから概ね順調に進んでいると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
MRI装置がVerioからPrismaに変わり、周辺機器の設備も一部変更があったので、それらに合わせたトレーニングシステムを構築する。
システムが構築できたら、運動時の機能的脳活動を計測し、運動時に活動する脳部位を同定し、functional ROIを作成する。このfunctional ROIをターゲットとしてニューロフィードバックのトレーニングを行っていく。本年度の研究結果からブロックデザインを用いて3日程度のトレーニングを行う予定である。実験によって、functional ROIの脳活動を意識的に変調することができるかどうかを検証していく。
このトレーニング実験が速やかに進んだ場合は、さらに運動学習と組み合わせていく。トレーニングを行った後に、外乱に対する運動学習を行う。そして、学習後に、脳活動を変調させることによってどのような運動記憶が想起されるかを検証していく。
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