脳卒中患者における運動イメージング中の血液動力学的応答非対称性: 新しいNIRS-BCI評価方法
Mikhail Isaev1,2, Pavel Bobrov1,2, Olesya Mokienko1,2,3
1Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of the Russian Academy of Sciences, Moscow 117485, Russia.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
まとめ
脳卒中の後の脳の変化を より正確に計測できる 新しい測定法である タスクレスポンスの非対称性係数 (TRAC) が開発されました この方法は,機能的近赤外線光譜法 (fNIRS) を使用して,運動リハビリテーション中の神経可塑性のモニタリングを強化します.
科学分野:
- 神経科学
- 生物医学工学
- リハビリテーション科学
背景:
- 脳卒中後の神経可塑性変化を 追跡する鍵となるのが 半球間非対称性です
- 複雑な血液動力学的反応のために,従来の横行性指標は,機能的近赤外線スペクトロスコーピ (fNIRS) のデータと格闘する.
- 運動イメージング脳コンピュータインターフェース (MI-BCI) 訓練は有望なリハビリテーション戦略です.
研究 の 目的:
- fNIRSデータにおける半球間差を定量化するための新しいタスクレスポンスの非対称性係数 (TRAC) を導入し,検証する.
- 脳卒中後の患者におけるTRACの感度と従来の横行性指標を比較する.
- トラックがリハビリテーション中に起こる 時間の神経可塑性変化を把握する能力を評価する.
主な方法:
- fNIRSのデータは,MI- BCIのトレーニング中に複数のセッションで15人の脳卒中後の患者から収集されました.
- 一般的線形モデル係数を用いて,酸素化および脱酸素化ヘモグロビン応答の伝統的な横行係数と新しいTRACを計算した.
- 両指数の日々の動態は,線形回帰を用いて分析された.
主要な成果:
- TRACは,従来の測定値と比較して,半球間非対称性を検出する際の感度が著しく高かった.
- TRACは,損傷した半球と無傷半球の酸素と無酸素のヘモグロビン反応の有意な差異を明らかにした (p < 0. 05).
- 顕著な毎日のトラックの動態と統計的に有意な時間的な傾向が,実質的な運動回復の患者で観察されました.
結論:
- 新しいTRACメトリックは,脳卒中後の患者の半球間非対称性のパターンの差別化を強化します.
- TRACはリハビリテーション中に起こる 時間の神経可塑性変化を捉えますが 従来の指標では捉えられないのです
- TRACは,fNIRSベースのBCIアプリケーションでリハビリテーションの進行を監視するためのより敏感なバイオマーカーとして機能します.
