Study on high safety human interface based on measurement of brain function during transient cerebral hypoperfusion

基于脑短暂性脑灌注不足时脑功能测量的高安全人机界面研究

基本信息

批准号：
20K11902
负责人：
石橋圭太
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，より安全性の高いヒューマンインタフェースを考察するために，ユーザーの脳機能が十全に保たれていない状態に注目し，ヒューマンエラーにつながる潜在的な要因を明らかにすることを目的としている。この状態を模擬するために，本課題では，立ちくらみ様の一過性の脳血流低下時の脳機能の変化に注目し，簡便に高い再現性で脳血流の低下させることが可能な，正弦波下半身陰圧負荷（SLBP）を用い，SLBP時の脳血流の変動に対して脳機能がどのように変化するのかについて脳血流と脳波の同時計測から明らかにする。２０２２年度は，SLBP時の高次脳機能の反応を見るために，刺激反応適合性タスクに対する事象関連電位（ERP）から検討を行う計画であったが，SLBPの制御装置のパソコンが経年劣化のため動作不安定となり，十分な被験者実験を行うことができなかった。このため２０２２年度は，被験者実験以外の検討として，主にSLBPの制御装置の刷新を行った。これまでは気圧制御のため気圧センサーからの入力とポンプの出力を制御するPID制御のフィードバックループを，パソコンのプログラムで回していたためOSのリアルタイム性に制限からフィードバックループを10Hzで回していたが，この制御プログラムを汎用のマイコンに実装し，100Hzへと向上させ，より高精度に実験条件を設定することが可能となった。今後，SLBPが高次脳機能へ及ぼす影響についてこれらの装置を用いて，より高精度な実験条件で検討を行う予定である。

为了考虑更安全的人界面，本研究旨在集中于用户脑功能的不完整状态，并阐明导致人为错误的潜在因素。为了模拟这种情况，这项任务集中在短暂的脑血流期间的大脑功能变化，该血液类似于光，并使用正弦的下身体负压负荷（SLBP），该负荷可以轻松且可重复地减少脑血流，并同时测量脑血流和EEG的脑血流和EEG的测量，并揭示了脑功能流动的流量流量流动流体流动过程中的流动方式。在2022财年，该公司计划调查与事件相关的电位（ERP），以了解刺激响应兼容性任务，以查看SLBP期间较高大脑功能的响应，但是由于老化，SLBP控制器的计算机变得不稳定，并且不可能进行足够的主题实验。因此，在2022年，我们主要对SLBP控制装置进行了改造，因为研究了主题实验。到目前为止，为了控制大气压力，用于控制大气压力传感器和泵输出的PID控制的反馈循环通过计算机程序转动，因此由于实时OS的限制，反馈循环在10Hz时转动。但是，该控制程序是在通用微型计算机中实施的，并将其提高到100Hz，使得可以以更高的精度设置实验条件。将来，我们计划使用这些设备来研究SLBP在更准确的实验条件下对较高大脑功能的影响。