| 研究課題/領域番号 |
20K04524
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| 研究機関 | 東京都立産業技術高等専門学校 |
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研究代表者 |
福田 恵子 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 教授 (70396266)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 近赤外分光法 / 脳機能計測 / 血流動態変化 / 脳血流 / 皮膚血流 |
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| 研究実績の概要 |
近赤外分光法計測(NIRS: near infrared spectroscopy)による脳機能計測は高齢者の認知機能の評価をはじめとする広い分野で期待されている。本研究はNIRS計測において、みかけの脳活動を分離して認知機能に関する脳活動部位を把握し、認知機能の定量評価に向けた計測技術を確立することを目的とする。みかけの脳活動の分離と脳反応部位のより正確な把握に向けて、Ⅰ fMRI計測による信号領域の推定、Ⅱ NIRS計測による反応部位推定、Ⅲ 補正手段と解析法の3つの項目に取り組む計画を立てている。この中で、fMRI 計測は新型コロナウイルス感染拡大防止を受けて当面実施が困難である。そこで、先行研究をもとに脳反応部位を類推し、NIRS計測による反応部位推定と補正手段と解析法の確立に取り組むことに当面の研究計画を変更する。令和2年度はNIRSによる計測実験（若年層）とともに、補正手段と解析法に関して取り組んだ。研究内容は以下の通りである。
（1）見かけの脳活動の分離に関して、補正信号の取得可能な装置の調整を行い、先行研究より前頭前額部での脳反応が予想される色文字の一致・不一致を判断するタスク実験課題を用いて計測実験を行った。拡散方程式近似に基づき生体の光学特性を３次元モデル化して大脳皮質の信号を抽出する手法を適用し、その効果の検証を進めている。
（2）高年層を対象とした認知機能の評価のために、実験課題と多面的な評価法の原案を策定し、基礎実験を行った。現在その評価を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナウイルス感染拡大防止のため、関連する学校校務の増大と、研究協力者の学生の登校制限や在宅勤務の必要が生じ、研究計画の見直しを図った。また、安全性の確保のために計測実験が制限された。これらのため、全般的には進捗はやや遅れている。評価手法に関しては、補正手法の検証のほかに、頭表面座標と脳表の対応をとる手法の導入、さらに、代替の提案など、当初の計画に加えて多面的に取り組んでいる。実験データを取得後にこれらの評価手法を適用し、その効果が検証できるように準備を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度は、新型コロナウイルス感染拡大防止と予防の観点から、計測実験はNIRS実験を中心に計測を行い、データを解析する。実験には主として先行研究からある程度反応部位が類推されている短期記憶に関するタスクと色文字の一致・不一致を判断するタスクを用いた実験を行う。短期記憶に関するタスクではワーキングメモリのほか画像の言語化を処理する角回においても反応が得られることが予想されていることから、測定領域を拡大と被験者数の増加を図り、ＮＩＲＳ－ＳＰＭによる統計的な解析を行い、反応部位を推定する。色文字の一致・不一致を判断するタスクでは血流動態変化が大きい前頭中央部にて反応が得られることから、血流動態変化の補正効果を検証するとともに、若年層と高年層による血流動態の違いを評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス拡大に伴い、研究計画を調整する必要が生じたことに加えて、fMRI計測実験の中止となり関連する費用が発生しなかったこと、学会等がオンライン開催となったこと、解析手法の検討など中心に研究を進めたことなどから次年度使用額が発生した。今後、測定領域を拡大して実験を行うため、装置の改良を行う。このための費用や実験用消耗品の購入などに使用する。パーソナルコンピュータと解析・課題を呈示するためのソフトウエアを購入する。また、本研究により得られるNIRSの精度向上の効果を学会にて発表を行うための参加費や旅費及び論文の投稿料、英文書校正代などに使用する。
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