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非侵襲的なBCI制御の補助器具

2026年4月27日 更新者：Jose del R. Millan、University of Texas at Austin

支援機器制御のための非侵襲的ブレインコンピュータインターフェース

ブレイン コンピューター インターフェース (BCI) は、ユーザーの行動の意図や精神状態を脳の活動から直接解読することで、あからさまな運動動作を必要とせずにデバイスを操作できるようにします。 BCI コントロールの主要なモダリティの 1 つは、運動イメージ (MI) に基づいています。これは、運動を実際に実行することなく、運動の運動感覚を頭の中でリハーサルすることです。 MI ベースの BCI は、モーターの意図を外部デバイスの制御コマンドに変換します。 このような BCI の主な課題は、同じ手足の細かい手の動きに対応する MI パターンを、これらの動きの原因となる皮質ソースが重複しているため、空間分解能の低い非侵襲的な EEG 記録と区別することです。 この研究では、研究者は、MI を介して一次運動皮質の随意活性化に偶発的に適用される神経筋電気刺激 (NMES) が、関連する別々の神経経路を一貫して動員することにより、同じ肢の異なる手の動きに関連する活動のパターンを区別するのに役立つという仮説を立てています。クローズドループのBCIセットアップ内の各動きで。 これは、皮質または皮質脊髄レベルでの神経可塑性変化に関連すると予想されます。

調査の概要

状態

募集

条件

介入・治療

研究の種類

介入

入学 (推定)

100

段階

  • 適用できない

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究連絡先

研究連絡先のバックアップ

研究場所

  • アメリカ
    • Texas
      • Austin、Texas、アメリカ、78712
        • 募集
        • The University of Texas at Austin
        • コンタクト：
        • コンタクト：

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

18年～80年 (大人、高齢者)

健康ボランティアの受け入れ

はい

説明

包含基準:

  • 健常者：
  • 良好な健康状態
  • 正常または矯正視力
  • 神経疾患/精神疾患の病歴がない
  • 英語の読解力（研究員はスペイン語を話せません）
  • 運動障害のある被験者
  • 運動障害: 片側性および両側性脳卒中 / 脊髄損傷 / 運動ニューロン疾患 (すなわち 筋萎縮性側索硬化症、脊髄小脳失調症、多発性硬化症）/筋肉疾患（例： ミオパシー) / 外傷性または神経学的な痛み / 運動障害 (すなわち 脳性麻痺) / 整形外科 / 外傷性脳損傷 / 脳腫瘍
  • 正常または矯正視力
  • 英語の読解力（研究員はスペイン語を話せません）
  • インフォームドコンセントを提供する能力

除外基準:

  • 運動障害のある被験者
  • 短い注意持続時間または認知障害により、実験セッション全体で集中力を維持できない
  • 中枢神経系に影響を及ぼす重度の投薬（警戒を含む）
  • 付随する深刻な病気（例：代謝障害）
  • 参加者全員
  • EEG/EMG 取得と FES/tdCS/tACS 配信を妨げる要因 (例: 皮膚感染、傷、皮膚炎、電極下の金属インプラント)
  • MRI および TMS、特に金属製インプラントの安全ガイドラインで特定されている基準

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか？

デザインの詳細

  • 主な目的：基礎科学
  • 割り当て：ランダム化
  • 介入モデル：階乗代入
  • マスキング：なし（オープンラベル）

武器と介入

参加者グループ / アーム
介入・治療
実験的：TESS BCI - 標準 MI タスク
経皮的電気脊髄刺激 (TESS) は、BCI トレーニング セッションの前に 20 分間適用されます。 TESS に続いて、閉ループ BCI によって検出された運動イメージに応じた視覚フィードバックを使用して BCI トレーニングが実行されます。
デバイス：視覚的なフィードバック
被験者が手掛かり運動イメージ (MI) タスクを実行する際に記録される脳波検査 (EEG) は、被験者固有の BCI デコーダーを使用してリアルタイムで分類されます。 デコーダの出力分類確率は、指数平滑法を使用して累積され、一方または他方の MI タスクの分類に応じて右または左に移動するコンピューター画面上のバーによって、連続的な視覚フィードバックに変換されます。
デバイス：テス
経皮的電気脊髄刺激 (TESS) は、C5 ～ C6 脊髄部分に 30Hz、搬送周波数 5kHz で 20 分間適用されます。
アクティブコンパレータ：Visual BCI - 標準 MI タスク
従来の BCI トレーニングは、閉ループ BCI によって検出された右手と左手の動きの想像力に応じた視覚的なフィードバックを使用して実行されます。
デバイス：視覚的なフィードバック
被験者が手掛かり運動イメージ (MI) タスクを実行する際に記録される脳波検査 (EEG) は、被験者固有の BCI デコーダーを使用してリアルタイムで分類されます。 デコーダの出力分類確率は、指数平滑法を使用して累積され、一方または他方の MI タスクの分類に応じて右または左に移動するコンピューター画面上のバーによって、連続的な視覚フィードバックに変換されます。
実験的：NMES BCI - 困難な MI タスク
BCI トレーニングは、視覚的なフィードバックの代わりに NMES を使用して実行されます。 NMES は、閉ループ BCI によって検出される、同じ手の手首と指の屈曲と伸展の想像に応じて、前腕の屈筋/伸筋に送達されます。
デバイス：NMES フィードバック
被験者が利き手ではない手を曲げたり伸ばしたりするための手がかりタスクを実行すると、被験者から脳波（EEG）信号が記録されます。 信号は機械学習アルゴリズムを使用してリアルタイムで処理および分類され、被験者固有の屈曲/伸展EEGパターンの検出を条件として、対象の腕の屈筋/伸筋に電気刺激をトリガーします。
アクティブコンパレータ：ビジュアル BCI - 難しい MI タスク
従来のBCIトレーニングは、閉ループBCIによって検出される、同じ手の手首と指の屈曲と伸展の想像力に応じた視覚的なフィードバックを使用して実行されます。
デバイス：視覚的なフィードバック
被験者が手掛かり運動イメージ (MI) タスクを実行する際に記録される脳波検査 (EEG) は、被験者固有の BCI デコーダーを使用してリアルタイムで分類されます。 デコーダの出力分類確率は、指数平滑法を使用して累積され、一方または他方の MI タスクの分類に応じて右または左に移動するコンピューター画面上のバーによって、連続的な視覚フィードバックに変換されます。

この研究は何を測定していますか？

主要な結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
BCIコマンド配信パフォーマンスの変化
時間枠：各介入セッションの直後、およびすべてのセッションの最大 1 週間後

コマンド配信の精度は、BCI 使用時の対象者の制御レベルを反映します。 これは、さまざまな想像上の動きを区別するために使用される被験者固有の分類器が、それらの試験における想像上の動きに特に関連する脳波パターンの存在を裏付ける十分な証拠を蓄積できた試験の割合を測定します。

スコアは 0 ～ 100 で、値が高いほど良い結果が得られます。
各介入セッションの直後、およびすべてのセッションの最大 1 週間後
SMR変調の焦点と強度の変化
時間枠：各介入セッションの直後、およびすべてのセッションの最大 1 週間後

感覚運動リズム変調の局所性は、運動野にわたる事象関連脱同期 (ERD) と同期 (ERS) を使用して EEG から評価されます。

継続的な測定、高いほど良い
各介入セッションの直後、およびすべてのセッションの最大 1 週間後

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
モーターイメージ機能の安定性
時間枠：各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
さまざまな運動イメージ課題に対応する特徴は、介入の終了時にはより安定します。
各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
モーターイメージ機能の分離可能性
時間枠：各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
介入後は、さまざまな運動イメージ課題に対応する特徴がより分離可能になります。
各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
運動誘発電位振幅の変化
時間枠：各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
継続的な測定、高いほど良い
各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
脳波機能接続の変化
時間枠：各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
継続的な測定、変化が大きいほど良い
各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
さまざまな想像上の動きに対する fMRI 活性化の焦点の変化
時間枠：各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
さまざまな運動の MI 中の重要な活性化のクラスターは、運動野の関連領域に集中します。継続的な測定は、多ければ多いほど良いです。
各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後
さまざまな想像上の動きに対するより識別可能な fMRI 活性化
時間枠：各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後

さまざまな MI タスクに関連付けられたアクティブ化は、BOLD 信号とより区別しやすくなります。

継続的な測定は多ければ多いほど良いです。
各介入セッションの直後とすべてのセッションの 1 日後

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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University of Texas at Austin

捜査官

  • 主任研究者：Jose del R. Millan, PhD、The University of Texas at Austin

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (実際)

2021年6月16日

一次修了 (推定)

2028年12月30日

研究の完了 (推定)

2028年12月30日

試験登録日

最初に提出

2021年12月20日

QC基準を満たした最初の提出物

2021年12月20日

最初の投稿 (実際)

2022年1月10日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

2026年5月1日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2026年4月27日

最終確認日

2026年4月1日

詳しくは

本研究に関する用語

キーワード

追加の関連 MeSH 用語

その他の研究ID番号

  • 2020030073

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

はい

IPD 共有時間枠

すべてのデータは、オンライン公開日までに利用可能になります

IPD 共有アクセス基準

データは、関心のある研究者がアクセスできるように公開サーバーに配置されます

IPD 共有サポート情報タイプ

  • STUDY_PROTOCOL

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

はい

米国で製造され、米国から輸出された製品。

いいえ

この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。

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