スライド 1

入眠期における脳波活動の時間変動に伴う行動的覚醒維持の低下
平野晋吾*1，広重佳治*2，室橋春光*3
*1
北海道大学大学院教育学研究科
*2鳥取大学地域学部
*1
北海道大学教育学研究院
E-mail: [email protected]
INTRODUCTION
Dominant Amount (%) EEG Stage
frequency (Hz)
W
EEG alpha activity
Number
【実験参加者】
睡眠障害のない健康な大学生計10名（男５名，女５名，22~28歳）
EEG alpha activity
100
50
0
0
Fz
Cz
Pz
Oz
10
12
9
10
8
8
Tapping in each train
20
RC of load
D2
1
3
5
7
9
50
Tapping in each train
20
10
10
0
Left hand
100
0
Right hand
> 100
0
0
-100
-100
>6
4
2
2
1
0
METHODs
D1
1
3
5
7
9
100
ITI (sec)
D1
0
0
10
20
30
40
0
10
20
30
40
time (min)
time (min)
Fig.1 tap運動とα活動の時間変動2例.
RC (Rate of Change) of load: tap圧の変動率：(load(i)-load(i-1))/load(i-1)*100.
入眠状態における行動的覚醒維持の低下は，気づきを伴う一過性
の失敗から完全な停止状態まで変化し，その低下の程度は，直前
の脳波活動の変化とある程度の対応があることが示唆された。そこ
で本研究においては，特に初めての一過性の失敗と入眠状態に
おける脳波α帯域活動の優勢部位が後頭から前頭へ変化する現
象に注目し，行動的覚醒維持の低下と脳波α活動の時間的な連
関について検討した。
【記録】
ポリグラフ(PSG)：脳波(C3, C4, Fz, Cz, Pz, Oz; TC = .3s)
水平眼球運動(E1-A2, E2-A2; TC= 6.0s)
オトガイ筋筋電図(TC = .01s)
標本化周波数128HzでAD変換し磁気記録
【手続き】
《交代式tap運動課題》人差し指に固定した小型ロードセルを親指で繰り返
し
押す課題であり，参加者は閉眼仰臥位で，左手10回→右
手10回のtap運動を交互に出来るだけ長く継続することを
求められた。tap間間隔及び，左右手の切り替え間隔は“1
秒間”とし，事前にタイミングを練習した。また，tap圧は，
「できるだけ同じ強さで押すように」教示した。練習試行終
了後，14:30 ± 60分より本試行を開始し，40分間PSGと同
時記録した。実験終了後，内省報告をとった。
Fig.2
【データ整理】
《分析対象》アーチファクトの混入のない記録（男女各5名）。《脳波パワ
スペクトル》脳波活動(Fz, Cz, Pz, Oz )に対する帯域通過
FIRフィルタ（8, 13Hz; -6dB）の濾過波形から5秒区画毎に
算出した。FFT法（周波数分解能= .2Hz）により
α(8Hz~13Hz)，α１(8Hz~10.8Hz)，α２(11Hz~13Hz)の各
帯域毎にlog変換し，αパワ値の前頭/後頭比を次式により
算出した。
式：F/O比=Fz-power(α)/(Fz-power(α)+Oz-power(α))
【分析】
《分析区間》覚醒区間（閉眼後2分間）と，実験開始後初めてtapを失敗
した時点の直前5分間を1分間毎に分けた計6区間とした。
各区間毎にαパワ値の前頭/後頭比平均値を算出した。
区間間の差異の検定にはKruskal-Wallis検定（下位検定：
Scheffe法）を用.い，有意水準をp < .05とした。
RESULTs & DISCUSSION
Fz/Oz
ratio
・α(8~13Hz)帯域：覚醒から軽睡眠状態にかけて，後頭部が優勢
tapが完全に停止する時間帯で前頭部にシフト
・α1(8~10.8Hz)帯域：入眠状態においては，わずかに後頭部寄り
・α2(11~13Hz)帯域：Fig.3
.5
Frontal / Occipital ratio
《脳波α帯域パワの時間変動》
**
0.5
-5min -4min
-4min -3min
-3min -2min
-2min -1min
-1min
wWake -5min
.45
log(μV 2 )
alpha2(10.8~13Hz) band power
*
Fz
Cz
Pz
Oz
2.5
2
mean
sd
0.465
0.014
0.484
0.014
0.482
0.013
State
0.488
0.010
0.490
0.010
0.501
0.015
Fig.4 tap遂行の初失敗前の各区間におけるα2前頭/後頭比の比較
》α2帯域：Kruskal-Wallis検定
・各区間の前頭/後頭比に有意差(p < .001)
《下位検定の結果》：Scheffe法
覚醒時の比(0.47±0.014)と
・失敗前1分間の比(0.501±0.015)に有意差(p < .002)
・-2minの比(0.490±0.010)との差に有意傾向(p<.007)
⇒行動的覚醒維持が困難になる覚醒水準を
前頭α2帯域波の優勢によって指標可能？
▼
0
5
10
elapsed time(min)
Fig.3 各部位におけるα2パワの時間変動例
》α2帯域パワの前頭/後頭比の時間変動（上段）
・.5以上で，前頭優勢を示す。
・Ozが急激に減衰する時点とtap失敗直前に前頭優勢に
閉眼直後は後頭(Oz)で優位であるが，8/10名の記録において，
初めてtap遂行に失敗する時点（下段▼）の直前にα2パワの優
勢部位が前頭から後頭へ変化する傾向が見られた。そこで，tap
遂行の初失敗前の各区間におけるα2パワ値の前頭(Fz)/後頭
(Oz)比の差を検定した(Fig.4)。
CONCLUSION
◇ 本研究の結果から
tap維持失敗の少なくとも1分前から
《α2帯域波の優勢部位》
覚醒時と比較すると前頭にシフト
この結果より”一時的”に覚醒維持が困難になる状態の検
出において，α2帯域の前頭/後頭比が有効な指標となり
得ることが示唆された。
The 26rd Annual Meeting of Japanese Society for Physiological psychology and Psychophysiology. July 5-6, 2008. Ryukyu University, Okinawa.

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