Development of a neuromodulation method for memory function recovery

本研究は、難治性てんかん患者の記憶機能改善に向けたニューロフィードバックシステムの開発を目的とする。一般的に従来の発表では、内側側頭葉の神経活動と記憶機能の因果関係について研究結果が一致していない。そのため、記憶機能の向上に向けて、神経活動を上昇と下降のどちらの方向に調整すべきか検討する必要がある。そこで、本年度では、内側側頭葉の神経活動を双方向（上昇・下降）に制御するニューロフィードバックシステムを構築し、実際に双方向に神経活動、記憶の成否を調整できるか検証した。ニューロフィードバックには綱引きゲームを採用し、脳波出力が上昇すると綱が赤組側（上昇条件）に引かれ、脳波出力が下降すると綱が白組側（下降条件）に引かれるように設計した。患者3名に対して、ニューロフィードバックを実施した結果、3名とも、トレーニングを重ねるにつれて条件間の脳波出力の差が大きくなる様子を確認できた。特に１名は、上昇条件で、実際に脳波出力の上昇と相関して記憶機能が上昇する様子を確認できた。さらに、記憶すべき対象物を予測して、選択的に注意する機能や、視覚入力された情報をトップダウン的に抑制する機能に対しても、ニューロフィードバックが影響を及ぼす可能性を示唆した。一方で、制御すべき脳波の周波数帯域には個人差があることや、上昇条件と下降条件を交互に切り替えてトレーニングすると、条件同士が干渉して互いの効果を弱めあうこともわかった。以上の研究成果については、国際学会(The Federation of European Neuroscience Societies Forum 2022)にて発表を行い、国際ジャーナルへ論文を投稿し、現在査読中である。

本研究は、難治性てんかん患者の記憶機能改善に向けたニューロフィードバックシステムの開発を目的とする。一般的に従来の発表では、内側側頭葉の神経活動と記憶機能の因果関係について研究結果が一致していない。そのため、記憶機能の向上に向けて、神経活動を上昇と下降のどちらの方向に調整すべきか検討する必要がある。そこで、本年度では、内側側頭葉の神経活動を双方向（上昇・下降）に制御するニューロフィードバックシステムを構築し、実際に双方向に神経活動、記憶の成否を調整できるか検証した。ニューロフィードバックには綱引きゲームを採用し、脳波出力が上昇すると綱が赤組側（上昇条件）に引かれ、脳波出力が下降すると綱が白組側（下降条件）に引かれるように設計した。患者3名に対して、ニューロフィードバックを実施した結果、3名とも、トレーニングを重ねるにつれて条件間の脳波出力の差が大きくなる様子を確認できた。特に１名は、上昇条件で、実際に脳波出力の上昇と相関して記憶機能が上昇する様子を確認できた。さらに、記憶すべき対象物を予測して、選択的に注意する機能や、視覚入力された情報をトップダウン的に抑制する機能に対しても、ニューロフィードバックが影響を及ぼす可能性を示唆した。一方で、制御すべき脳波の周波数帯域には個人差があることや、上昇条件と下降条件を交互に切り替えてトレーニングすると、条件同士が干渉して互いの効果を弱めあうこともわかった。以上の研究成果については、国際学会(The Federation of European Neuroscience Societies Forum 2022)にて発表を行い、国際ジャーナルへ論文を投稿し、現在査読中である。