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2015 Fiscal Year Annual Research Report

脳内身体表現の変容を用いたニューロリハビリテーション

Planned Research

Project AreaUnderstanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions
Project/Area Number 26120007
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

出江 紳一  東北大学, 医工学研究科, 教授 (80176239)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 稲邑 哲也  国立情報学研究所, 情報系プリンシプル研究系, 准教授 (20361545)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywords身体図式 / 空間性注意 / 麻痺肢
Outline of Annual Research Achievements

今年度においては,脳卒中後片麻痺患者の運動障害,四肢切断後の幻肢痛患者に対して模倣運動を利用したVRシステムでおこなった介入結果を領域全体で共有できるよう,視覚映像の履歴を記録可能なデータベースシステムを構築した.また,VRシステムでは患者の症状に応じ,それぞれの重症度に対応したパラメータセッティング(四肢の長さ,視点の変更など)を実装し,呈示視覚情報を変更するアプローチで擬似運動体験を提供できた.この体験を通して,患者の身体保持感や運動主体感の適正化を図った.昨年度より行っている心理物理学実験で空間的注意の高まりを反映する反応時間短縮を指標として,脳内身体表現の描出を行うための臨床データを脳卒中後片麻痺患者において測定した.空間性注意に対して手の視覚情報がどの程度影響を与えているかを検証し,手の視覚情報がない状態であっても,実際の手がある位置に出現する視覚刺激に対する反応は,手が存在しない空間と比較して,統計的有意に短縮を認めた.さらに,同実験課題を用いて,15名の脳卒中片麻痺者の麻痺肢に向けられる注意の計測を行い,視覚刺激の検出において左右の空間差がないことを検証し,左右空間差がないことを確認できた.さらに,麻痺肢に対する視覚刺激の検出反応時間は,ダミー手上の視覚刺激に対する反応時間との間に統計的有意な差が認められず,脳卒中後の片麻痺者において,麻痺肢に対する身体優位性の空間注意が低下していることが明らかになった.
来年度においては臨床データで得られた結果をもとにパラメータの調整を行い,実際にVRシミュレータを組み合わせた模倣運動介入を実施しその効果を検討する.さらに,引き続き片麻痺者の運動機能と身体優位性の空間注意との関連を詳しく調べる予定である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ニューロリハビリテーションのためのVRシステムを領域全体で共有するために、クラウド型のアーキテクチャを実装し、リハビリの課程で観測される被験者の運動、および被験者に提示した視覚映像の履歴をすべて記録可能なシステムを構築した。また、幻肢患者の主観的な幻肢の長さをVR上で再現するためのシステムを構築した。実験設備を用いた予備実験を行い、注視点の位置、試行回数などの実験変数を決定し、健常者のデータ収集を行った。さらに、15名の慢性期脳卒中片麻痺者においても同様の課題を行い、麻痺肢の注意量を計測した。

Strategy for Future Research Activity

今後、さらに精密な麻痺肢に対する空間性注意を計測するため、刺激提示の位置間隔を縮めるなどの実験変数の精査を行う。さらに、健常者、脳卒中後片麻痺者で計測を行い、リハビリテーション介入のための指標化を行う。

  • Research Products

    (19 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Maladaptive change of body representation in the brain after damage to central or peripheral nervous system2016

    • Author(s)
      Yutaka Oouchida, Tamami Sudo, Tetsunari Inamura, Naofumi Tanaka, Yukari Ohki, Shin-ichi Izumi
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 104 Pages: 38-43

    • DOI

      10.1016

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 抹消神経連続パルス磁気刺激の製品化2015

    • Author(s)
      出江紳一, 八島建樹,
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 30(12) Pages: 45-49

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 回復の原理と身体性システム科学2015

    • Author(s)
      出江紳一
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 30(12) Pages: 13

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions - embodied brain systems science -2015

    • Author(s)
      Jun Ota, Eiichi Naito, Shinichi Izumi, Toshiyuki Kondo, Hiroshi Imamizu, Kazuhiko Seki, Kaoru Takakusaki, Hajime Asama, Nobuhiko Haga, Akira Murata, Tetsunari Inamura, and Takashi Hanakaw
    • Journal Title

      Proceedings of World Engineering Conference and Convention (WECC2015)

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ニューロリハビリテーションのためのクラウド型VRリハビリシステム2015

    • Author(s)
      稲邑哲也,大内田裕,出江紳一
    • Journal Title

      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2015予稿集

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Immersive virtual reality system towards cloud based neurorehabilitation2015

    • Author(s)
      Tetsunari Inamura, Yutaka Oouchida, Shin-ichi Izumi
    • Journal Title

      Proc. of ICME International Conference on Complex Medical Engineering

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] A new system for exercise of upper extremity of patients after stroke with using paeipheral nerve magnetic stimulation device2016

    • Author(s)
      S Izumi
    • Organizer
      The 5th Korea-Japan NeuroRehabilitation Conference
    • Place of Presentation
      Seoul(Korea)
    • Year and Date
      2016-03-20 – 2016-03-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 一人称視点による模倣運動を利用した運動・感覚リハビリテーション2015

    • Author(s)
      出江紳一,大内田裕
    • Organizer
      第39回日本高次脳機能障害学会学術総会
    • Place of Presentation
      ベルサール渋谷ファースト(東京都渋谷区)
    • Year and Date
      2015-12-10 – 2015-12-11
  • [Presentation] 身体図式の形成のための身体地図のクラスタリング2015

    • Author(s)
      三村知洋, 萩原良信, 高野敏明, 谷口忠大, 稲邑哲也
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会
    • Place of Presentation
      函館アリーナ(函館市)
    • Year and Date
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [Presentation] ニューロリハビリテーションのためのクラウド型VRリハビリシステム,2015

    • Author(s)
      稲邑哲也
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会
    • Place of Presentation
      函館アリーナ(函館市)
    • Year and Date
      2015-11-18 – 2015-11-20
  • [Presentation] 片麻痺の治療を目的とした磁気刺激装置の評価に用いるガイドライン作成への取組み2015

    • Author(s)
      出江紳一
    • Organizer
      第26回磁気刺激法の臨床応用と安全性に関する研究会
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場(大阪)
    • Year and Date
      2015-11-05 – 2015-11-05
    • Invited
  • [Presentation] Mental transformation of body parts in manipulating the somatotopic representation2015

    • Author(s)
      T. Sudo, Y. Oouchida, S.-I. Izumi, K. Mogi
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      Chicago(USA)
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Immersive virtual reality system towards cloud based neurorehabilitation2015

    • Author(s)
      T. Inamura
    • Organizer
      IEEE/RSJ IROS 2015 Half-day Workshop on Embodied-Brain Systems Sciences
    • Place of Presentation
      Hamburg(Germany)
    • Year and Date
      2015-09-28 – 2015-10-03
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neurorehabilitation based upon plasticity on body representations2015

    • Author(s)
      T Inamura, Y Oouchida
    • Organizer
      IEEE EMBC 2015 Half-day Workshop on Embodied-Brain Systems Science
    • Place of Presentation
      Milan(Italy)
    • Year and Date
      2015-08-25 – 2015-08-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Immersive virtual reality system towards cloud based neurorehabilitation.2015

    • Author(s)
      T Inamura, Y Oouchida, S Izumi
    • Organizer
      The 9th ICME International Conference on Complex Medical Engineering (CME 2015),
    • Place of Presentation
      Okayama(Japan)
    • Year and Date
      2015-07-18 – 2015-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effects of transcranial direct current stimulation on child with involuntary movement after hypoxic encephalopathy: single case study2015

    • Author(s)
      M Nagai, Y Oouchida, S Izumi
    • Organizer
      The effects of transcranial direct current stimulation on child with involuntary movement after hypoxic encephalopathy: single case study
    • Place of Presentation
      Okayama(Japan)
    • Year and Date
      2015-07-18 – 2015-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mental transformation of bodily self: spatial and temporal aspects of imitation2015

    • Author(s)
      T Sudo, Y Oouchida, S Izumi, K Mogi
    • Organizer
      The effects of transcranial direct current stimulation on child with involuntary movement after hypoxic encephalopathy: single case study
    • Place of Presentation
      Japan(Okayama)
    • Year and Date
      2015-07-18 – 2015-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 学習性不使用による脳内身体表現の変容2015

    • Author(s)
      大内田裕, 会津直樹, 出江紳一
    • Organizer
      第9回Motor Control研究会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2015-06-25 – 2015-06-26
  • [Remarks] http://embodied-brain.org/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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