| 講演名 | 2011-06-17 閉ループ型ブレイン・マシン・インターフェースが体性感覚運動野の興奮性におよぼす影響 武見 充晃, 大藤 美紗, 鎌谷 大樹, 木村 彰男, 里宇 明元, 牛場 潤一, |
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| 抄録(和) | ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)を用いた脳卒中片麻痺上肢リハビリテーション(BMIリハ)の作用機序として,運動企図にともなう脳活動状態の健常性を,視覚や体性感覚的にフィードバック(FB)して運動学習をうながす,閉ループ学習モデルが提唱されている.本研究では,BMIリハにおける閉ループ学習モデルの妥当性を検証するため,健常成人15名に対し,運動企図によって生じる事象関連脳波に基づいたFBを与える閉ループ型BMI,無相関なFBを与える非閉ループ型BMI,FBを与えない開ループ型BMIの三群について,連続5日間の運動企図訓練を実施した.実験では,近赤外分光法(NIRS)と頭皮脳波(EEG)を同時計測し,体性感覚運動野の興奮性を評価した.実験の結果,EEG由来の皮質興奮性変化を反映する事象関連脱同期は,閉ループ型BMI群でのみ有意に増大したが,NIRS由来の血流応答は全群で変化が無かった(p<0.05).したがってBMIリハの閉ループ性は,他の運動企図をともなうリハビリ法より,強い効果を誘導し得る要因の1つと考えられる. |
| 抄録(英) | A possible mechanism of brain-machine interface (BMI) assisted stroke rehabilitation of upper limb can be described as a closed-loop model, i.e. a patient receives visual or somatosensory feedback of normal brain activities following motor imagery, resulting motor learning. We, for evaluating this hypothesis, recruited fifteen healthy adults randomly assigning to one of three conditions; the closed-loop BMI (motor imagery with positive visual feedback), the unclosed-loop BMI (motor imagery with uncorrelated visual feedback) and the open-loop BMI(motor imagery without feedback). They trained motor imagery with the same assigned BMI for five successive days. Electroencephalogram (EEG) and near-infrared spectroscopy (NIRS) were recorded simultaneously, and the excitability of the primary sensorimotor cortex was evaluated. The result showed that event-related desynchronization of EEG, reflecting changes in cortical excitability, was increased in the closed-loop BMI, but hemodynamic response of NIRS was not change in all conditions (p<0.05). A closed-loop system of BMI rehabilitation is thus considered better in practice, and is expected to be capable of inducing stronger effects than other rehabilitation methods with motor imagery. |
| キーワード(和) | ブレイン・マシン・インターフェース / 体性感覚運動野 / 事象関連脱同期 / 近赤外分光法 |
| キーワード(英) | Brain-machine interface / Sensorimotor cortex / Event-related desynchronization / Near-infrared spectroscopy |
| 資料番号 | MBE2011-19 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE |
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| 開催期間 | 2011/6/10(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | ME and Bio Cybernetics (MBE) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 閉ループ型ブレイン・マシン・インターフェースが体性感覚運動野の興奮性におよぼす影響 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Changes of excitability on sensorimotor cortex by closed-loop brain-machine interface |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ブレイン・マシン・インターフェース / Brain-machine interface |
| キーワード(2)（和/英） | 体性感覚運動野 / Sensorimotor cortex |
| キーワード(3)（和/英） | 事象関連脱同期 / Event-related desynchronization |
| キーワード(4)（和/英） | 近赤外分光法 / Near-infrared spectroscopy |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 武見 充晃 / Mitsuaki Takemi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学大学院理工学研究科 School of Fundamental Science and Technology, Graduate School of Keio University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 大藤 美紗 / Misa Oto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学大学院理工学研究科 School of Fundamental Science and Technology, Graduate School of Keio University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 鎌谷 大樹 / Daiki Kamatani |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学医学部リハビリテーション医学教室 Department of Rehabilitation Medicine, Keio University School of Medicine |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 木村 彰男 / Akio Kimura |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 慶應義塾月が瀬リハビリテーションセンター Keio University Tsukigase Rehabilitation Center |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 里宇 明元 / Meigen Liu |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学医学部リハビリテーション医学教室 Department of Rehabilitation Medicine, Keio University School of Medicine |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 牛場 潤一 / Junichi Ushiba |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学医学部リハビリテーション医学教室:慶應義塾月が瀬リハビリテーションセンター:慶應義塾大学理工学部生命情報学科 Department of Rehabilitation Medicine, Keio University School of Medicine:Keio University Tsukigase Rehabilitation Center:Department of Biosciences and Informatics, Faculty of Science and Technology, Keio University |
| 発表年月日 | 2011-06-17 |
| 資料番号 | MBE2011-19 |
| 巻番号（vol） | vol.111 |
| 号番号（no） | 84 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
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