ヒト二足歩行制御における脳深部の役割解明―革新的脳波技術で脳深部活動を捉える―
【研究キーワード】
歩行 / 脳波 / 筋電図 / MRI / 脳深部 / パーキンソン病
【研究成果の概要】
本研究の目的はヒト二足立位歩行の制御における中脳・視床などの脳深部領域の役割を最新の脳波計測・解析技術を組み合わせ解明することである。 近年 、高密度脳波測定とMRI(Magnetic Resonance Imaging)画像に基づく被験者ごとの詳細な脳モデルを組み合わせた手法により、脳深部電気活動を非侵襲的に測ることが可能と証明された。さらに、不可能と考えられていた歩行時の脳波測定も革新的手法により測定が可能となった。 こ れらの手法により歩行時の脳深部活動を測定し、大脳皮質や筋など他領域との関係性からヒト歩行制御における脳深部領域の役割を解明する。
本年度はまず、脳波とMRIを組み合わせた脳深部の電気活動推定手法の習得を進め、実際に使えるようになった。実際に先行研究で使用されている複数のdistributed source estimation 法の使用が可能となった。また、被験者の頭部のMRI解剖画像の取得を進め、20人弱のデータを得ることできた。このデータと今後取得予定の脳波信号を組み合わせることで脳深部の電気活動を推定することが可能となる。
また、脳深部の電気活動推定手法の精度検証を行ことを目的にヒト頭部のMRI解剖画像に基づいて 、寒天とNaClを使用し、実際のヒト頭部の導電率を考慮した頭部ファントムを作成した。MRI画像から3Dプリンターを使用して各組織を寒天で成型するするための型を作成し、頭部寒天ファントムを使用した脳深部の電気活動推定の精度検証実験の準備はほぼ完了した。
また、脳深部と脊髄活動の関係性を調べるために、まず脊髄活動を調べる手法の確立も行なった。高密度筋電図とBlind source separationを組み合わせ脊髄運動ニューロンの発火活動を推定する手法を習得し、前脛骨筋の活動を調べた研究を国際誌に発表した。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
中澤 公孝 | 東京大学 | 大学院総合文化研究科 | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31
【配分額】15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)