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2013 年度 実績報告書

知的エージェント介在型運動機能再建手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23300216
研究機関東京農工大学

研究代表者

近藤 敏之  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60323820)

研究分担者 伊藤 宏司  立命館大学, 理工学部, 教授 (30023310)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードBCI / ニューロリハビリテーション / エージェント / 運動イメージ / 受動運動
研究概要

本研究は大脳皮質運動関連領野の損傷による下肢運動麻痺患者に対し,知的エージェントを介在させることで持続的な訓練を動機づける仮想空間移動型BCIリハビリシステムの開発を目的とする.平姓25年度は,本研究でBCIの脳波特徴量として注目する事象関連脱同期(ERD)について,1人称視点からの運動観察(視覚)と機能的電気刺激による体性感覚をフィードバックとして与える条件下でERDの発現訓練を行い,健常被験者による訓練成績の評価を行った.その結果,視覚および体性感覚のフィードバックとして与える条件下で有意な成績の向上を確認した.このことから,運動想像によるBCIの訓練においては身体性への意識(運動主体感や身体保持感)を強化する感覚情報の適切な呈示有効である可能性が示された.また,運動企図と運動学習に関する基礎研究としては,ロボットマニピュランダムを用いた視覚運動回転変換下の上肢到達運動学習において,①能動的に運動を生成する場合,②受動的に運動を経験させた場合,および,③運動企図に基づき受動的に運動を経験させた場合,の3条件運動学習成績を評価した.その結果,受動的な運動学習は能動的な運動学習より成績が低いものの,未学習時と比べて有意に向上していること,ならびにm受動的な運動学習において運動器との有無は学習成績に影響を及ぼさない可能性を確認した.このことから,1)受動的な運動経験でも体性感覚に関する運動技能の一部は獲得される可能性があること,また,2)能動的学習と受動的学習の差は,運動企図の有無ではなく,運動計画・運動制御自体にある可能性が示唆された.すなわち,リハビリテーションにおいては,運動を想像するだけでなく,随意的に筋を収縮させようとすることそれ自体が回復に必要であることが示唆された.

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

運動想起によるBCI操作のための事象関連脱同期の随意的発現訓練に視覚映像が及ぼす影響に関する研究と,受動的運動が視覚運動学習に及ぼす影響に関する研究のそれぞれについて,ジャーナル論文に投稿した.最終年度は,これまでに開発した要素技術を組合せ,下肢運動リハビリテーションシステムの開発に取り組む.

今後の研究の推進方策

H26年度は,H25年度までに完了した「研究項目(1)運動想起を促進する訓練課題の開発」および「研究項目(3)下肢筋活動駆動型電動車椅子システムの開発」の成果を統合するため,「研究項目(2)仮想空間移動型ブレインコンピュータインタフェース(BCI)リハビリテーションシステムの開発」に取り組む.H26年度は最終年度であり,上記の研究項目のそれぞれについて成果をとりまとめ,論文として対外発表するとともに,研究代表者のホームページ等で分かりやすく広く一般にもアウトリーチする.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanism for synchronized motion between two humans in mutual tapping experiments: Transition from alternative mode to synchronization mode2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshikatsu Hayashi, Toshiyuki Kondo
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 88-2 ページ: 022715

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.88.022715

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 衣服画像データベース構築支援システムのインタフェース設計2013

    • 著者名/発表者名
      市川貴邦, 近藤敏之
    • 雑誌名

      ヒューマンインタフェース学会論文誌

      巻: 15-2 ページ: 191-198

    • 査読あり
  • [学会発表] A myoelectric control interface compensating for electrode displacements2014

    • 著者名/発表者名
      Ippei Kataoka, Toshiyuki Kondo, Truong Quang Dang Khoa
    • 学会等名
      The 2014 Third ICT International Student Project Conference
    • 発表場所
      Mahidol University, Thailand
    • 年月日
      20140327-20140327
  • [学会発表] Neural basis of cognitive and motivational dynamics relevant to sustainable human-agent interaction: An fMRI study2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Nozawa, Yukako Sasaki, Ryoichi Yokoyama, Yoritaka Akimoto, Rui Nouchi, Motoaki Sugiura, Toshiyuki Kondo, Ryuta Kawashima
    • 学会等名
      Society For Neuroscience 2013
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20131110-20131110
  • [学会発表] Independence of internal models for dynamic and kinematic transformations obtained through simultaneous motor learning2013

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kondo, Ayaha Monjaku
    • 学会等名
      SICE annual conference 2013
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      20130914-20130917
  • [学会発表] he Role of Motor Intention during Passive Motor Learning2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sakamoto, Toshiyuki Kondo
    • 学会等名
      5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modeling of Human Functions (ISHF2013)
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      20130627-20130629
  • [学会発表] Effects of Passive Arm Movement on Adaptation to Visuomotor Rotation2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sakamoto, Toshiyuki Kondo
    • 学会等名
      16th International Graphonomics Society Conference (IGS2013)
    • 発表場所
      Todaiji temple, Nara, Japan
    • 年月日
      20130610-20130613
  • [学会発表] Effect of Visual Stimuli on Training of Spontaneous ERD2013

    • 著者名/発表者名
      Midori Saeki, Yohei Takata, Toshiyuki Kondo
    • 学会等名
      16th International Graphonomics Society Conference (IGS2013)
    • 発表場所
      Todaiji temple, Nara, Japan
    • 年月日
      20130610-20130613
  • [図書] オノマトペ研究の射程:近づく音と意味2013

    • 著者名/発表者名
      近藤敏之
    • 総ページ数
      403
    • 出版者
      ひつじ書房
  • [備考] Biologically-inspired Computing Laboratory

    • URL

      http://www.livingsys.lab.tuat.ac.jp

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公開日: 2015-05-28  

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