2012 Fiscal Year Annual Research Report
胎児・新生児シミュレーションに基づく初期発達原理とその障害の解明
| Project Area | Constructive Developmental Science; Revealing the Principles of Development from Fetal Period and Systematic Understanding of Developmental Disorders |
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| Project/Area Number |
24119002
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
國吉 康夫 東京大学, 情報理工学研究科, 教授 (10333444)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多賀 厳太郎 東京大学, 教育学研究科, 教授 (00272477)
長久保 晶彦 独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 研究員 (00357617)
大村 吉幸 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (10598022)
原田 達也 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (60345113)
山田 重人 京都大学, 医学(系)研究科, 教授 (80432384)
森 裕紀 大阪大学, 工学(系)研究科, 助教 (80610849)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 認知発達 / 発達障害 / ロボティクス / シュミレーション / 胎児 |
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| Research Abstract |
初年度は，最も重要な研究基盤である発達シミュレータの高度化・精緻化と，臨床データとの定量比較に不可欠な胎児・新生児の認知運動計測・解析技術の開発に取り組んだ．
1.胎児・新生児発達シミュレーションの高度化・精緻化：胎児モデルの基礎となる医学データに関して，高精度計測法開発や発達計測・解析，医学データに基づく胎児身体の物理モデル精緻化．ニューロンモデルや自己組織化マップの精緻化と自閉症に関わる脳機能統合モデルの構築などを行った．この結果，胎内環境での感覚運動経験が，胎外環境に比べて身体表象の獲得に有利であるとの実験結果を得た．また，週齢ごとの胎児身体モデルでの感覚運動学習実験を行い，情報理論的解析等を導入し，身体特性が初期運動発達，例えば左右交替性運動の発生に及ぼす影響を調べた．環境・対人相互作用発達の実験精緻化のため，乳児型ロボット（既有装置）の感覚系性能向上のためセンサ開発を進めた．
2.胎児・新生児の計測解析技術の開発：モデルの振舞いと直接比較可能な新生児全身運動データについて，運動の発達様相を捉えた定量指標の開発に着手した．NICU内新生児に適用可能なマーカレスモーションキャプチャの開発に着手し，Kinectセンサの安全性に関するデータを計測した上で新生児計測に適用するための倫理審査を行った．また，3D超音波撮像データの予備的解析を行い，計測法や抽出すべき情報についてB01班と協議を行った．
3.領域内連携実験の仕様策定：B01班との協議および総括班会議での各班との協議を踏まえ，発達シミュレーション実験の対象として，まず，初期自発運動発達に焦点を当てることとし，以後の実験に反映することとした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定した研究項目については順調に進展した．それに加えて，次年度以後に予定していた，胎児シミュレーション実験に基づく成果が既に得られ始めた．特に，身体表象獲得に関する胎内環境と胎外環境との比較実験，および，身体特性が初期運動発達に及ぼす影響に関する知見は，早産児の発達障害リスクが高い理由に関する構成論的な仮説の提示につながるものであり，重要な進展といえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は，本年度開発した胎児発達シミュレーションモデルを用いた発達シミュレーション実験を進める．その経過も踏まえつつ，胎児発達シミュレータの高度化・精緻化と，臨床データとの定量比較のための胎児・新生児の認知運動計測・解析技術の高度化に取り組む．また，これらを効果的に推進するため，B01班，B02班と連携した臨床計測実験等を強化する．
1. 発達シミュレーション実験：臨床データとの定量比較が直接的に可能で，かつ近年，発達予後との関連性が指摘されている初期自発運動発達に焦点をあてて実験を開始する．また，環境条件等を操作して運動発達への影響解明に着手する．さらに，感覚統合発達に関しても，視覚，体性感覚，運動の統合に焦点をあて，基礎実験を行う．
2. シミュレータ・モデルの高度化・精緻化：胎児身体と子宮環境モデルについて，ヒト胚子・胎児計測データとB01班から提供される超音波計測データおよび柔軟体モデルを活用して精緻化する．また，初期脳神経系モデルの精緻化と高度化，初期運動発達モデルの構築を推進する．発達シミュレーション用ロボットで感覚運動統合実験を行い，その結果に基づき改良を進める．
3. 計測・解析技術の開発：B01班の協力および多賀の乳児計測環境を活用して，胎児・新生児・乳児の自発運動計測を試行し計測システムおよび解析手法を改良・高度化する．また，初期運動特徴から発達予後を推測する手法の構築に着手する．皮膚感覚計測センサの改良と解析手法構築も進める．
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