研究課題
１）嚥下時頭蓋内脳波の計測・解析：硬膜下電極や深部電極を留置して頭蓋内脳波モニタリングを行っている患者2名を対象として、嚥下時の頭蓋内脳波データを取得した。自開発した非侵襲マルチモーダル嚥下運動計測システムを用いて、頭蓋内脳波と嚥下運動とを同期計測した。平成30年度に引き続き位相同期解析を進め、嚥下感覚野、嚥下運動野の処理が異なる位相同期現象により制御されていることが明らかになった。2） 嚥下運動の脳信号解読：AlexNETを用いて転移学習により、頭蓋内脳波から嚥下運動を解読を90％以上の精度でできた。特に飲込みに重要な咽頭期を脳信号だけから高い精度同定できた。これを項目4)の成果を結びつけることで嚥下の体内埋込BMIによる嚥下機能のサポートがシミュレーション上で実現できる。3) 脳磁図を用いた嚥下時の脳機能計測・解析；健常者を対象として絶運動時の脳磁界を計測し舌運動に関わる大脳領野を明らかにした。4) 嚥下動態シミュレーションシステムを用いた嚥下BMIの開発；分担研究者の道脇らは筋駆動による嚥下動態シミュレーションシステムSwallowVisionを開発した。
1: 当初の計画以上に進展している
嚥下時頭蓋内脳波の計測・解析に関しては当初計画にはなかった位相振幅同期解析により、嚥下感覚野、嚥下運動野の処理が異なる位相同期現象により制御されていることが明らかにするなど、当初計画以上に進展している。嚥下運動の脳信号解読に関しては、自研究室内でdeep learning開発環境を構築し、AlexNetを用いて、特に飲込みに重要な咽頭期を脳信号だけから高い精度同定できたことあは本プロジェクト上価値は高く、計画以上に進捗している。脳磁図を用いた嚥下時の脳機能計測・解析；健常者を対象として絶運動時の脳磁界を計測し舌運動に関わる大脳領野を明らかにした。当初計画にはなかった成果である。嚥下動態シミュレーションシステムを用いた嚥下BMIの開発；分担研究者の道脇らは筋駆動による嚥下動態シミュレーションシステムSwallowVisionを開発でき、計画以上の進捗である。全体として計画以上に進捗している。
2019年度は、AlexNETを用いて転移学習により、頭蓋内脳波から嚥下運動を解読を90％以上の精度でできた。特に飲込みに重要な咽頭期を脳信号だけから高い精度同定できた。また嚥下動態シミュレーションシステムを用いた嚥下BMIの開においては、筋駆動による嚥下動態シミュレーションシステムSwallowVisionを開発できた。2020年度はこれらの成果を結びつけることで嚥下の体内埋込BMIによる嚥下機能のサポートがシミュレーション上で実現を目指す。
すべて 2020 2019 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)
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