歩行支援ロボットによる脳活動の賦活とニューロモジュレーションによる強化

使用步行支持机器人激活大脑活动并通过神经调节进行强化

• 批准号: 22K11358
• 负责人: 藤尾 公哉
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11358/
• 关键词: 歩行; 歩行支援ロボット; 脳波; 経頭蓋電気刺激

本研究の目的は、歩行時脳活動の指標として 「脳波」を用い、①ロボット歩行中の脳活動に及ぼす感覚フィードバックの影響を明らかにし、②ニューロモジュレーション法による位相依存的な歩行時脳活動への効果を明らかにすることである。本年度は、①を検証するために、歩行支援ロボットを用いて、以下の内容を実施した。(1) 歩行支援ロボットによる能動・受動歩行中の荷重感覚が歩行時脳波に及ぼす影響について調べた。17名の健常成人を対象に、４つの歩行条件(能動・荷重、能動・免荷、受動・荷重、受動・免荷)にて、脳波・筋電図を計測した。(2) ２名の脊髄損傷者を対象として、同４条件におけるロボット歩行中の脳波・筋電図計測を実施した。(3) 集録したデータについて、歩行周期ごとに脳波信号パワー値、脳-脳カップリング、脳波信号による筋活動/下肢関節角度の回帰等の解析を行なった。(4) 次年度の準備として、実験に用いる歩行課題アプリケーションの作成および環境構築を完了した。次年度は、経頭蓋・脊髄電気刺激によるニューロモジュレーション法が、歩行時脳・脊髄活動に及ぼす効果について検証する。また、本年度の実験で新たに課題となった荷重量に応じた脳波の変調について、追加検証を行う必要がある。

这项研究的目的是使用“脑电图”作为行走过程中大脑活动的指标，并（1）阐明机器人行走过程中感觉反馈对大脑活动的影响，以及（2）研究相位依赖性大脑活动步行期间使用神经调节方法的目的是阐明的影响。今年，为了验证①，我们使用步行支持机器人进行了以下操作。 (1)我们研究了步行支持机器人主动和被动步行时的负载感觉对步行时脑电图的影响。对 17 名健康成年人在四种行走条件（主动/负重、主动/空载、被动/负重、被动/空载）下测量脑电图和肌电图。 （2）在相同的四种条件下，对两名脊髓损伤患者进行机器人行走时的脑电图和肌电图测量。 （3）我们分析了每个步行周期获取的数据，包括脑电信号功率值、脑-脑耦合以及基于脑电信号的肌肉活动/下肢关节角度的回归。 （4）为明年做准备，我们完成了用于实验的步行任务应用程序的创建和环境搭建。明年，我们将研究使用经颅和脊髓电刺激的神经调节方法对步行过程中大脑和脊髓活动的影响。此外，还需要根据负载量对脑电波的调制进行额外的验证，这也是今年实验中的一个新问题。

项目成果

Cortical oscillations and interareal synchronization as a preparatory activity for postural response

皮质振荡和区域同步作为姿势反应的准备活动

• DOI: 10.1111/ejn.15956
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 3.4
• 作者: Kimiya Fujio; Hiroki Obata; Kenta Takeda; Noritaka Kawashima
• 通讯作者: Noritaka Kawashima

姿勢の変化に応答する脳波律動

响应姿势变化的脑电波节律

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤尾公哉;武田賢太;河島則天
• 通讯作者: 河島則天

Age-related Changes of Intersegmental Coordination in Lower-limb Joints during Standing Posture

站立姿势时下肢关节节间协调性随年龄的变化

• 发表时间: 2023
• 作者: Kimiya Fujio; Yahiko Takeuchi
• 通讯作者: Yahiko Takeuchi