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2019 年度 実施状況報告書

認知機能のリアルタイム個人差判別によるテイラーメード脳卒中リハビリ環境の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19K11400
研究機関立命館大学

研究代表者

櫻田 武  立命館大学, 理工学部, 助教 (40588802)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード運動学習 / 注意 / 個人差 / 脳波
研究実績の概要

本研究では,個人の認知機能特性をリアルタイムで判別する手法を確立し,運動機能リハビリテーションにおける患者への負担軽減と訓練効果最大化を両立した環境の提案を目指している.このような個々人に着目したテイラーメードな訓練プロトコルの確立により,患者の早期社会復帰につなげていく.
本年度は,運動学習課題実施のための系構築および個人差判別のために利用する脳波(定常状態体性感覚誘発電位・定常状態視覚誘発電位)を誘発するための刺激呈示装置の開発を主に進めた.具体的には,振動刺激装置としてブラシレスDCモータを利用した振動素子を開発した.これにより特定の周波数における電気的ノイズを抑えることに成功し,より目的の脳波を検出しやすい環境の構築につなげられた.一方,視覚刺激装置としては高輝度LEDを格子状に配列し,それらをArduinoにより任意の周波数で点滅させる制御系を構築した.振動装置・視覚刺激装置はいずれも小型軽量に設計されており,実験系の任意の場所へ柔軟に設置できるよう工夫されている.また,各刺激装置の筐体は3Dプリンタで作成しており,コストも抑えた開発に成功している.
定常状態体性感覚誘発電位に関しては,本振動刺激装置を用いて誘発できることを既に確認しており,現在データ数を増やすことで安定的に目的の脳波が観察できることを確認する実験を進めている.定常状態視覚誘発電位についても,順次開発した視覚刺激装置により誘発できることを確認していく予定である.

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

定常状態体性感覚誘発電位および定常状態視覚誘発電位を誘発するための振動装置および視覚点滅刺激装置の開発が完了した.さらに,これらの装置を用いて該当脳波が誘発されることが確認されている.現在は運動学習課題におけるパフォーマンスと,該当脳波の個人差の関係性を対応付けるためのデータ取得を進めており,リアルタイムに個人差を判別するための指標が確立されつつあることからおおむね順調に研究が進んでいるといえる.

今後の研究の推進方策

健常者を対象としてさらに脳波に基づく個人差のデータ取得を進めていく予定である.これにより,より精度の高い判別手法の確立を試みる.さらに,健常高齢者や脳卒中患者への適用を見据え,できる限り負担の少ないプロトコルや実験セットアップの追及も併せて行い,実用性の向上を目指していく.

次年度使用額が生じた理由

計測データを整理するためのファイルや記録メディアの消費が少なかったため,次年度使用額が生じた.差額については今後実施する実験に関しての記録メディア購入に充てる予定である.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] Top-down attentional modulation of steady-state somatosensory evoked potentials characterizing individual optimal attentional strategy for motor learning.2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi SAKURADA and Kiyoshi NAGAI
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動中における個人の最適適正を反映した体性感覚野および視覚野の応答特性2019

    • 著者名/発表者名
      櫻田武
    • 学会等名
      第13回 Motor Control研究会
  • [学会発表] 運動中における個人の最適注意戦略を決定付ける低次感覚野応答特性2019

    • 著者名/発表者名
      櫻田武,吉田将貴,永井清
    • 学会等名
      第42回 日本神経科学大会
  • [産業財産権] ニューロフィードバック型注意機能訓練システム2019

    • 発明者名
      櫻田武
    • 権利者名
      学校法人立命館
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-214091

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公開日: 2021-01-27  

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