| 研究課題/領域番号 |
21K04099
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
小濱 剛 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (90295577)
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| 研究分担者 |
吉田 久 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (50278735)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 持続的注意 / 機能的神経ネットワーク / fNIRS / 固視微動 / 認知機能リハビリテーション |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，注意統制課題遂行中のfNIRS信号と固視微動の解析に基づいて，持続的注意に関与する情報処理過程を客観的に捉える手法を開発し，認知機能リハビリテーションへの応用を検討することを目的とする．そのための基礎研究として，2種類のキューを持つ周辺ターゲット検出課題による注意統制実験を実施する．モニタ中央の注視視標が一定時間の後に赤か青の＋か×に切り替わる．その後，予め左右に提示されたボックスの一方が45度傾斜し，最後に左右いずれかのボックス内にターゲットが提示される．このような視覚刺激に対し，「注意維持課題」と「注意割込課題」の2条件を設ける．「注意維持課題」では，被験者に注視視標が赤の＋か青の×であれば右，その逆の組み合わせで左にターゲットが提示されることを予め教示し，注視視標の意味する方向に能動的に注意を向けさせる．「注意割込課題」では，注視視標の意味を解釈せずにターゲットを検出するよう教示し，傾きが変化するボックスに対して注意を誘導する．いずれの条件も，被験者が受け取る視覚情報は完全に一致することから，本課題により，意図的に注意を維持する場合と，突発的に注意が奪われた場合との直接的な比較が可能となる．
令和3年度は，先述した課題に対して fNIRS 計測を行い，注意機能の定量的評価指標としての妥当性を検討した．健常被験者を対象にして，実験遂行中のfNIRS信号を解析し，全被験者で各課題に寄与した脳領域を集計した．その結果，計測対象とした右脳において，上前頭回，上頭頂小葉といった注意の統制に関与する領域の活動が確認された．このうち，「注意維持課題」では適切な注意の配置や持続的注意に寄与する中前頭回が，「注意割込課題」ではボトムアップ注意に強く寄与する角回が特異的に応答していることが示されたことから，fNIRS に基づく注意機能のモニタリングが可能であることが示唆された．
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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
申請時における令和3年度の計画では，2種類のキューを持つ周辺ターゲット検出課題によって「注意維持課題」と「注意割込課題」の2条件を設け，それぞれの条件下におけるfNIRS信号計測を行い，持続的注意の統制に関与する機能的な神経ネットワークの応答を明確にすることを目指した．「研究実績の概要」に記したように，これらの計画に沿って実験を実施し，得られたfNIRS信号の解析と評価を行った結果，両条件に共通して，上前頭回，上頭頂小葉といった注意の統制に関与する領域の活動が確認された．「注意維持課題」では適切な注意の配置や持続的注意に寄与する中前頭回が，「注意割込課題」ではボトムアップ注意に強く寄与する角回が特異的に応答していることが示された．これらのことから，fNIRSの解析に基づいた，注意の統制に関する機能的な神経ネットワークのモニタリングが可能であることが示された．この成果は，令和3年7月に開催された日本神経科学学会主催の国際会議，および，令和4年2月に開催された映像情報メディア学会ヒューマンインフォメーション研究会において発表した．
以上のように，令和3年度は当初の計画通りに成果をあげることができたことから，研究課題はおおむね順調に進展しているといえる．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度は，先述の実験で得られたfNIRS信号の解析手法について検討を重ねるとともに，注意統制の妥当性を確認するための検証実験を行う．注意の動的特性を捉えるための指標として，不随意性の固視微動に含まれるマイクロサッカードの発生頻度解析が適していることが知られている．注意の移動を促すと，マイクロサッカードの発生が一時的に抑制され，その後，増加に転じる．この傾向は，被験者が意図的に注意を向けた場合に限らず，受動的に注意が奪われた場合でも同様であることから，マイクロサッカード発生頻度の解析により，特定の場所に持続的に注意を向け続けている状態か，周辺視野の変化に注意が奪われた状態かが定量的に評価可能となる．先述した実験課題に対し，課題遂行中に計測された固視微動から抽出したマイクロサッカードの諸特性を解析し，被験者の注意が持続的であったのか，妨害刺激に誘導されたのかを定量的に分析することにより，注意統制の妥当性を検証する．固視微動の解析結果とfNIRS信号の解析結果を統合することにより，持続的注意の統制に寄与する脳領域を推定するとともに，この知見を応用した注意障害を対象とした認知機能のリハビリテーション手法を検討する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
申請時には，計測器代として「物品費」に2,100,000円，学会出張のための「旅費」に50,000円，被験者等の報酬として「謝金等」に100,000円，「その他」に50,000円を計上していた．計測器が当初の見込み額よりも値下がりしたために「物品費」に余剰が発生した．また，新型コロナウィルスの影響により，学会がオンライン開催となり「旅費」の支出がなくなり，実験にも制限が生じたために「謝金等」の執行額も予定よりも少なくなった．これらの理由により，次年度への繰り越しが発生した．繰り越し分は，計測器用ホストコンピュータのメモリやストレージの増強のための部品代としての「物品費」，当初予定からの被験者数増による「謝金等」，学会等の出張のための「旅費」とし，今年度予算と併用して使用する予定である．
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