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2012 Fiscal Year Research-status Report

脳卒中片麻痺上肢に対するニューロフィードバック療法の開発とその効果検証

Research Project

Project/Area Number 23500630
Research InstitutionKio University

Principal Investigator

森岡 周  畿央大学, 健康科学部, 教授 (20388903)

Keywords脳卒中 / 片麻痺 / ニューロフィードバック / 脳機能イメージング / リハビリテーション
Research Abstract

前年度に得られた健常者の日常生活動作時およびそれをイメージした時の脳活動をもとにニューロフィードバック装置の開発を行った.その実際は,NIRS-EEG同時計測システムのリアルタイムデータ転送機能を利用して,NIRS,EEGそれぞれの信号についてリアルタイムで信号処理を行い,判定基準に満たす変化が検出されたことを対象者にリアルタイムで通知するソフトウェアの開発である。
具体的には,ヒトが利き手(右側)で道具を使用する際の上肢到達運動および手把握操作運動,そしてそれをイメージ想起した時のNIRSデータから,空間的に有意性のあるチャンネルについてGLM統計ソフトウェアを用いて抽出し,t値マッピング表示を行った.さらに動作およびイメージ想起の両方において有意性を示した領域を同定し,標準的な活動量を算出した.この標準的活動量をもとにNIRS装置と同期化した視覚的フィードバック装置を製作した.結果として,動作時およびイメージ時の両方において有意な活動を示した脳領域は左腹側運動前野であることが判明した.したがって,運動前野の活動が閾値を超えた場合にフィードバックが付与されるシステムを開発した.その実際は,課題時の信号について,安静時からの信号強度の変化量を閾値と比較し,閾値を超えた際に,そのタイミングで観察しているPCディスプレイ上に表示するものである.
一方,感覚運動野の活動に関してはNIRSに同期したEEGを用い,パラメータには前年度に得たMu律動(8~13Hz)の標準値を用いた.同じようにMu律動の値が閾値を超えた場合に視覚的フィードバックを付与するシステムを開発した.その実際は,課題時の単位時間ごとの特定の周波数成分(今回は8~13HZ)のスペクトル強度について,安静時と比較し,変化量が閾値を超えたタイミングでPCディスプレイ上に示すものである.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度はニューロフォードバック装置の開発が目的であったため,それが完成したことから研究はおおむね順調に進行していると判断した.

Strategy for Future Research Activity

開発したニューロフィードバック装置を用いて,まずは健常者を対象にその精度を明らかにする.具体的にはデータの再現性,妥当性を調べる.その後,その装置を使用して臨床介入を脳卒中片麻痺患者に対して行い,その効果に関して無作為化比較試験(並行群間比較試験)を用いて明らかにする.
研究協力機関にて脳卒中片麻痺を呈した参加者を無作為に対照群と介入群の2群に振り分ける.介入期間は4週間とし,通常のリハビリテーション治療(理学療法,作業療法など)に加えてニューロフィードバック療法を介入する手続きを用いる.
なお,上肢機能に関するアウトカムには, Fugl-Meyer Assessment(Fugl-Meyer et al, Scand J Rehabil Med,1975), 簡易上肢機能検査(Simple Test for Evaluating Hand Function:STEF),上田の片麻痺12段階グレード, SIAS(Stroke Impairment Assessment Set),Ashworth scale等の代表的な検査法を用いてニューロフィードバック療法の効果を検証する.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

臨床データの採取のため,数回にわたり研究協力機関に対して,本学が所有するNIRS-EEGシステム(精密機械)の運搬・移設が必要になる.さらには,その機器の保全が不可欠であるため,それに関わる運搬・保全経費が必要である.また研究遂行の最終年度になるため,その成果発表のための旅費や英文校閲費などが必要になる.

  • Research Products

    (16 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Book (3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Brain activity during the observation, imagery, and execution of tool use: an fNIRS/EEG study2012

    • Author(s)
      Nakano H, Ueta K, Osumi M, Morioka S
    • Journal Title

      Journal of Novel Physiotherapies

      Volume: 2012, S1 Pages: S1-009

    • DOI

      10.4172/2165-7025.S1-009

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of a plantar perceptual learning task on brain activity: fNIRS study2012

    • Author(s)
      Nakano H, Miki K, Osumi M, Ueta K, Kawami S, Morioka S
    • Journal Title

      Journal of Physical Therapy Science

      Volume: 24 Pages: 711-713

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Changes in the equilibrium of standing on one leg at various life stages.2012

    • Author(s)
      Morioka S, Fukumoto T, Hiyamizu M, Matsuo A, Takebayashi H, Miyamoto K.
    • Journal Title

      Current Gerontology and Geriatrics Research

      Volume: 2012 Pages: 516283, 6 pages

    • DOI

      10.1155/2012/516283

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brain activity stimulated by prism adaptation tasks utilized for the treatment of unilateral spatial neglect: A study with fNIRS2012

    • Author(s)
      Taniguchi H, Hiyamizu M, Tominaga T, Morioka S
    • Journal Title

      Rehabilitation Research and Practice

      Volume: 2012 Pages: 312781, 6 pages

    • DOI

      10.1155/2012/312781

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effectiveness of the gaze direction recognition task for chronic neck pain and cervical range of motion: a randomized controlled pilot study2012

    • Author(s)
      Nobusako S, Matsuo A, Morioka S
    • Journal Title

      Rehabilitation Research and Practice

      Volume: 2012 Pages: 570387, 13pages

    • DOI

      10.1155/2012/570387

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 物体の視覚的提示に伴う腱振動刺激による運動錯覚時の脳活動 fNIRS研究2012

    • Author(s)
      今井亮太,中野英樹,森岡 周
    • Journal Title

      理学療法科学

      Volume: 27 Pages: 401-405

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] fNIRSによる脳活動の計測と高次脳機能2013

    • Author(s)
      森岡 周
    • Organizer
      第90回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130327-20130329
    • Invited
  • [Presentation] Brain activity during observation, imagery, and execution of tool use: An fNIRS-EEG study2012

    • Author(s)
      Nakano H, Ueta K, Osumi M, Morioka S
    • Organizer
      46th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      20121013-20121017
  • [Presentation] Effects of differences in stimulation of tool use-related functional knowledge and manipulation knowledge: An event-related potential study2012

    • Author(s)
      Wakata S, Morioka S
    • Organizer
      46th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      20121013-20121017
  • [Presentation] Evaluation of the effect of change in walking condition on brain activity through electroencephalography2012

    • Author(s)
      Fujiwara N, Nakano H, Ueta K, Morioka S
    • Organizer
      46th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      20121013-20121017
  • [Presentation] Change of cortical activities during the preparation on gait2012

    • Author(s)
      Ueta K, Nobusako S, Fujita H, Morioka S
    • Organizer
      1st Joint World Congress of ISPGR and Gait & Mental Function
    • Place of Presentation
      Trondheim, Norway
    • Year and Date
      20120624-20120628
  • [Book] リハビリテーションのための神経生物学入門2013

    • Author(s)
      森岡 周
    • Total Pages
      362
    • Publisher
      協同医書出版社
  • [Book] 神経理学療法学2013

    • Author(s)
      吉尾雅春,森岡 周
    • Total Pages
      397
    • Publisher
      医学書院
  • [Book] イメージの科学2012

    • Author(s)
      森岡 周,松尾 篤
    • Total Pages
      269
    • Publisher
      三輪書店
  • [Remarks] 畿央大学ニューロリハビリテーション研究室

    • URL

      http://www.kio-neuroreha.com

  • [Remarks] 畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター

    • URL

      http://www.kio.ac.jp/nrc/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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