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2021 年度 実績報告書

軽度認知障害(MCI)を判別するEEGバイオマーカーの機械学習による解明

研究課題

研究課題/領域番号 21J01605
配分区分補助金
研究機関国立研究開発法人国立長寿医療研究センター

研究代表者

片山 脩  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 予防老年学研究部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2024-03-31
キーワード脳波 / 認知機能検査 / MRI
研究実績の概要

研究の初年度にあたる令和3年度は、認知機能検査、脳波(EEG)測定に用いる認知課題の作成、脳波測定の補助スタッフ養成、対象者のリクルート、EEG測定、MRI測定を開始した。
認知機能検査は、認知機能評価ツール(NCGG-FAT)により記憶、注意、実行機能、処理速度を測定し、軽度認知障害(MCI)の判定は対象者の年齢と教育歴を考慮した標準値から1.5 標準偏差以上低下した検査項目が1つ以上ある状態とし、MCI判定が出せるようにデータのクリーニングおよび整理を行なった。
EEG測定に用いる認知課題としてSimon課題を作成した。刺激は青色、黄色、赤色の3色の刺激を画面の左右どちらかに25回ずつ提示する合計150刺激の課題とした。Simon課題の行動学的指標として、反応時間と正答率を測定しcsvファイルとExcelファイルで出力できるプログラムを作成した。反応時間と正答率の算出はMATLABを購入し算出できるプログラムを作成した。脳波測定の補助スタッフ養成のため、機器の装着や測定プログラムの操作に関するマニュアルを作成した。マニュアルを用いた研修会を開催し7名のスタッフの養成が完了した。対象者のリクルートは、受入機関で実施している地域在住高齢者を対象とした大規模調査から行い、内容説明書を用いた説明会を行った。説明会にて同意が得られた対象者から順に受入機関でEEGとMRI測定を開始した。
脳波計は対象者の時間的拘束が短く身体的負担が少ないワイヤレスドライ電極であるQuick-20r(CGX社製)を用いて19チャンネルを用いた。EEGの波形成分(P100、N100、P200、N200、P300、N300、P450、P600)のPeak AmplitudeとPeak Latencyを算出可能なプログラムの作成を開始した。今年度は286名のEEGおよびMRIの測定が完了した。

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

初年度に計画していた認知機能検査、脳波測定に用いる認知課題の作成、脳波測定の補助スタッフ養成、対象者のリクルート、EEG測定、MRI測定が開始できており、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

昨年度に引き続き、受入機関で実施している地域在住高齢者を対象と した大規模調査のデータベースから対象者をリクルートし脳波(EEG)測定課題を用いてEEGとMRIの測定を実施する。認知機能検査 の結果および脳波測定で算出されたすべての波形成分のデータに対して機械学習のためのデータ整理を実施し、MCIを判別するEEG波形成分の特徴から健常高齢者とMCIを適正 に判別するEEGバイオマーカーを検証に取り組む。本年度は第2段階(MCIを判別するEEGバイオマーカーの機械学習による解明)として、対象者をさらに増やし第1段階に引き続き大規模に調査を実施する。認知機能検査の結果およびEEGにより算出されたすべての波形成分 のデータに対して機械学習を実施するためのデータ整理を行い、正常な認知機能とMCIを適正に判別するEEGバイオマーカーを検証するための準備を行う。本年度から第3段階(EEGバイオマーカーのMRI大脳構造による外的妥当性の検証)に向けて、MRIのマルチモーダル解析にて大脳白質病変、萎縮、容量、大脳皮質厚の算出のための画像処理を開始し、これらの大脳構造と第2段階で測定したEEG波形成分の結果を正常な認知機能とMCIの高齢者で比較する準備を行う。EEGバイオマーカーとMRIのマルチモーダル解析による大脳構造変化との関連性の検証により外的妥当性が明らかになると予想する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Association between Non-Face-to-Face Interactions and Incident Disability in Older Adults2022

    • 著者名/発表者名
      Katayama Osamu、Lee S.、Bae S.、Makino K.、Chiba I.、Harada K.、Morikawa M.、Tomida K.、Shimada H.
    • 雑誌名

      The journal of nutrition, health & aging

      巻: 26 ページ: 147~152

    • DOI

      10.1007/s12603-022-1728-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Are non-face-to-face interactions an effective strategy for maintaining mental and physical health?2022

    • 著者名/発表者名
      Katayama Osamu、Lee Sangyoon、Bae Seongryu、Makino Keitaro、Chiba Ippei、Harada Kenji、Morikawa Masanori、Tomida Kouki、Shimada Hiroyuki
    • 雑誌名

      Archives of Gerontology and Geriatrics

      巻: 98 ページ: 104560~104560

    • DOI

      10.1016/j.archger.2021.104560

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Life Satisfaction and the Relationship between Mild Cognitive Impairment and Disability Incidence: An Observational Prospective Cohort Study2021

    • 著者名/発表者名
      Katayama Osamu、Lee Sangyoon、Bae Seongryu、Makino Keitaro、Chiba Ippei、Harada Kenji、Shinkai Yohei、Shimada Hiroyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      巻: 18 ページ: 6595~6595

    • DOI

      10.3390/ijerph18126595

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 身体的フレイルに関連する社会活動レベルの検証2021

    • 著者名/発表者名
      片山脩、李相侖、裵成琉、牧野圭太郎、千葉一平、原田健次、新海陽平、島田裕之
    • 学会等名
      第63回日本老年医学会学術集会
  • [学会発表] Life satisfaction is associated with the relationship between mild cognitive impairment and the incidence of disability2021

    • 著者名/発表者名
      Osamu Katayama, Sangyoon Lee, Seongryu Bae, Keitaro Makino, Ippei Chiba, Kenji Harada, Yohei Shinkai, Hiroyuki Shimada
    • 学会等名
      Alzheimer's Association International Conference 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 社会活動が少ない高齢者でもウォーキング習慣により要介護発生リスクは抑えられる2021

    • 著者名/発表者名
      片山脩、李相侖、裵成琉、牧野圭太郎、千葉一平、原田健次、新海陽平、森川将徳、冨田浩輝、島田裕之
    • 学会等名
      第8回日本予防理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 認知機能低下と要介護発生との関連の強さは生活満足度により異なる ―地域在住高齢者による縦断的検討―2021

    • 著者名/発表者名
      片山脩、李相侖、裵成琉、牧野圭太郎、千葉一平、原田健次、新海陽平、島田裕之
    • 学会等名
      第10回日本認知症予防学会学術集会

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公開日: 2022-12-28   更新日: 2023-08-01  

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