2018 Fiscal Year Annual Research Report
中枢神経疾患後の機能障害の進行と回復過程への学習メカニズムの関与
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17H02128
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
大須 理英子 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (60374112)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大高 洋平 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (00317257)
井澤 淳 筑波大学, システム情報系, 准教授 (20582349)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ニューロリハビリテーション / 計算神経科学 / 脳神経疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）「機能」の回復と「使用」の回復のモデル構築と行動実験： 本項目では、「機能」と「使用」の関係を明らかにできるような行動実験パラダイムを構築することを目指す。具体的には、課題の遂行が困難になるような外乱を片方の手に加えることで機能低下をシミュレートし、仮想的な片麻痺を作り出す。その状態で、左右どちらの手でも遂行できる課題を課したときの、仮想麻痺手の外乱に対する適応と、左右の手の選択確率の推移を観察する。本年度は、マニピュランダムを使用した実験データについて論文執筆に着手した。
２）麻痺手の使用を促進する訓練システムの開発と検証： 麻痺手の機能を訓練する手法は多く提案されているが、麻痺手の使用確率の向上をメインのターゲットとした訓練手法はあまり提案されていない。本項目では、左右どちらの手を使ってもよいからできるだけ速く正確にターゲットをヒットするという課題に、難易度を調整したり麻痺手をアシストしたりして、行動変容（使用確率向上）に貢献し、使用を促進する訓練装置を開発することを目的としている。本年度は、末梢へ電気刺激を加えて選択を変化させる実験システムの準備を進めた。また、VRを使用した訓練システムの構築にも着手した。
３）脳刺激による麻痺手の使用向上可能性の探索： 経頭蓋直流電気刺激により、一過的に脳活動を調整することが可能である。一般的に、陽極刺激は脳活動を促進し、陰極刺激は抑制すると言われており、それに対応して、運動野に陽極をおいた場合はその対側の手が使われやすく、陰極をおいた場合は同側の手が使われやすい傾向にあることが報告されている。本年度は、運動野より高次な選択の中枢と考えられている頭頂葉をターゲットとした刺激を行う予備実験を進めた。左右の頭頂葉にそれぞれ陰極と陽極を配置し、左右の手の選択確率が変化するかを検証するデータを取得中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度は立ち上げのため進捗が遅れていたが、今年度はほぼ実験環境が整ったため、本格的な実験を実施できるようになった。本研究に関わる大学院生も確保できたため、予備実験を開始した。昨年の遅れを取り戻すところまでではないが、比較的順調に進捗した。
１）「機能」の回復と「使用」の回復のモデル構築と行動実験： 既存のデータの論文化を進めるとともに外部での発表も積極的に行った。
２）麻痺手の使用を促進する訓練システムの開発と検証： 実験環境が整い、さまざまな試みができるようになった。また、VRの導入に向けて準備を進めている。
３）脳刺激による麻痺手の使用向上可能性の探索： 倫理審査会の承認も得て、予備実験を重ねた上で本実験を開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、すでに取得したデータについては、論文化を進め、その他については本実験を進める。また、新たな試みとしてVRを使った実験環境や訓練環境のプロトタイプを構築することを目指す。また、学会発表などのアウトリーチにも積極的に取り組む。
１）「機能」の回復と「使用」の回復のモデル構築と行動実験： 論文執筆を進め、投稿を目指す。並行し、VRを使って視覚運動変換を加える実験パラダイムを検討する。
２）麻痺手の使用を促進する訓練システムの開発と検証： 末梢への電気刺激を使用して左右の手の選択にバイアスを加える実験に本格的に着手する。その他、バイアスを加えられそうな介入手法を検討する。また、VRを使った訓練システムのプロトタイプに着手する。
３）脳刺激による麻痺手の使用向上可能性の探索： 手の選択（意志決定）に関与することが報告されている左右の頭頂葉にそれぞれ陰極と陽極、またその逆の経頭蓋直流電気刺激を付加し、選択のバイアスが起こるかを検証する本実験を進める。
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