研究課題
本研究では、ブレイン-マシン・インターフェイス（BMI）技術等によって拡張された身体を手掛かりとすることで自己意識の脳内情報処理を解析し、これにより自己の認識のための基礎となる脳内機構を明らかとすることを目的とする。研究は、心理物理、動物実験、数理モデル等により統合的に行う。本年度は、ヒトを対象とした実験においては、これまでに開発したBMI関連技術を用いて、生体信号で制御可能なインテリジェント運動補助装置により環境との働きかけを変更させながら、その影響を調査した。肘関節の動作と同期して動く筋電制御ロボットアームを開発し、このロボットを用いたラバーハンド錯覚課題で、肘関節とロボットの関節が同じ向きに動く条件では、身体所有感の主観的評価が自己受容感覚の変化と相関することを確認し発表した。さらに、脳波と筋電により制御されるロボットアームを用いた実験系の構築を進めた。動物実験ではこれまでに、ラバーテイル錯覚課題によってマウスが自己の身体を所有する感覚を持つことを示唆した。本年度は、BMIに関わる神経細胞活動の特性について過去の文献を調査し、さらにマウスの行動中の神経細胞活動を計測する系を立ち上げた。そして、外部機器の操作を通して自己の身体認識に変化を促す課題開発を行い、こうした課題を遂行中のマウスの脳から神経細胞活動の記録を進めている。また、神経細胞活動の特性を説明する数理モデルの構築に向けて、シミュレーションも開始した。これに加え、皮質内ネットワークの時空間的な神経活動情報を明らかとするために、研究分担者の松崎研究室にて2光子イメージング法を用いた研究を行い、マウス背側前頭野の全層での細胞活動がどのように感覚刺激や報酬をコードしているか、領域によってどのようにコード様式が異なるかを解析する手法を開発した。
2: おおむね順調に進展している
ヒトを対象とする研究では、健常者を対象とする実験を進めることができた。またマウスを対象とする研究では、実験環境の構築を主に行った。
ヒトを対象とした実験においては、これまでに開発した肘関節の動作と同期して動く筋電制御ロボットアームの使用に伴い、自己の身体の認識がどう変化するかを調査する実験を進める。さらに、脳波と筋電により制御されるロボットアームを用いた患者・障害者を対象とした実験についても開始する。動物実験においては、現在進めている外部機器の操作に由来する自己の身体認識の変化を促す課題中の脳の神経細胞活動の記録について、コンパレータモデルに基づいて外部機器の制御パラメータを操作するなどして、パラメータの操作量に応じて反応する脳の活動領域を調べる。これによって、自己の身体認識に関わる脳領域の絞り込みを行う。
すべて 2020 2019 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)
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