機能的近赤外分光法とロボット支援下肢の多関節指差し運動を用いた実験

本研究では、ロボット装置に装着した下肢の運動と機能的近赤外分光法(fNIRS)データの同時取得を含む実験プロトコルの実現可能性を検討する。脳卒中、運動回復、下肢運動における脳の活性化を研究するためにfNIRSを採用した研究はほとんどなく、主に単一関節動作、歩行、またはサイクリングに焦点を当てています。私たちの研究は、ターゲットリハビリテーションのための多関節下肢トレーニングを探求するパイオニアです。

機能的近赤外分光法(fNIRS)は、脳の血液酸素化の時間的変化を効果的に測定し、機能的MRI信号に対する間接的な脳活動指標として機能します。fMRIとは異なり、fNIRSはロボットハードウェアと互換性があり、ポータブルで、モーションアーチファクトに対してより堅牢です。主な課題は2つあります。

1つ目は、ロボットデバイスの動きをfNIRSデータと同期させることです。2つ目は、わずか6分で血行動態の変化を検出するための統計的検出力を達成するのに十分なデータを取得することです。私たちの研究は、プロトコルの実現可能性を確認し、期待された結果をもたらしました。

補助状態では、2人の被験者のみが有意な脳活性化を示しました。より多くの労力を必要とする補助なしの運動は、補助運動よりも大きなHbO濃度の変化を示し、反対側のPMCに顕著な違いが見られました。