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

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。

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。