Deep Brain Stimulation based on Computer Science and Data Science: Optimization Strategy in Rehabilitation

○MR画像を用いた脳内電流分布シミュレーション患者個々人を対象とした最適刺激ソフトウェア開発を念頭に入れ、昨年度構築した電気的頭部モデルに電極の位置および形状の添付を変化させるインターフェイスを開発した。特に、個々人の組織構成、電極の配置、電極の大きさなどに対するシミュレーションを実施し、計算物理モデル実験において、何が脳内誘導電流密度に影響を与えるかについて考察した。また、臨床研究で重要となる運動野周辺に誘導される電流ばらつきについて統計処理を行うものとする。特に、下肢を対象とし、やや深い位置を刺激した場合のばらつきについて考察した。○健常者を対象とした脳内電流分布と最適刺激パラメータの実験的検証運動誘発電位による一次運動野への刺激有効性の検証を実施した。特に、物理シミュレーション解析で示された一次運動野付近における電流密度の個人差と、tESによる運動皮質興奮性増大の個人差の相関について検証した。一次運動野へのtES実施前後に、磁気刺激により誘発されるMEPを計測し、運動皮質興奮性増大の個人差を評価する。その結果、両者には非線形が存在する可能性があることが示唆された。○行動実験による検証物理シミュレーションで示された一次運動野付近における最大電流密度の個人差が、tESによる運動課題成績に対する促進効果の個人差と合致しているかを検証する。健常者を対象とした一次運動野へのtES実施前後に運動課題（系列指運動課題が候補）を実施し、課題成績の個人差を評価する。２番目の項目と関連し、脳卒中患者の運動誘発電位について分析を行い、波形に大きな相違があることなどを確認した。

○MR画像を用いた脳内電流分布シミュレーション患者個々人を対象とした最適刺激ソフトウェア開発を念頭に入れ、昨年度構築した電気的頭部モデルに電極の位置および形状の添付を変化させるインターフェイスを開発した。特に、個々人の組織構成、電極の配置、電極の大きさなどに対するシミュレーションを実施し、計算物理モデル実験において、何が脳内誘導電流密度に影響を与えるかについて考察した。また、臨床研究で重要となる運動野周辺に誘導される電流ばらつきについて統計処理を行うものとする。特に、下肢を対象とし、やや深い位置を刺激した場合のばらつきについて考察した。○健常者を対象とした脳内電流分布と最適刺激パラメータの実験的検証運動誘発電位による一次運動野への刺激有効性の検証を実施した。特に、物理シミュレーション解析で示された一次運動野付近における電流密度の個人差と、tESによる運動皮質興奮性増大の個人差の相関について検証した。一次運動野へのtES実施前後に、磁気刺激により誘発されるMEPを計測し、運動皮質興奮性増大の個人差を評価する。その結果、両者には非線形が存在する可能性があることが示唆された。○行動実験による検証物理シミュレーションで示された一次運動野付近における最大電流密度の個人差が、tESによる運動課題成績に対する促進効果の個人差と合致しているかを検証する。健常者を対象とした一次運動野へのtES実施前後に運動課題（系列指運動課題が候補）を実施し、課題成績の個人差を評価する。２番目の項目と関連し、脳卒中患者の運動誘発電位について分析を行い、波形に大きな相違があることなどを確認した。