本誌「人間工学」で生体・人体計測に関する特集「ヒ トを測る」が組まれてから約20年が経つという 1) .その 当時,米国において20世紀最後の10年間を「脳の10年 (The Decade of the Brain) 2) 」と位置付けられるなど,世 界中で脳研究を推進する機運が高まりつつあった.本邦 においても平成9年(1997年)に,当時の総理府に設置 された科学技術会議のライフサイエンス部会・脳科学委 員会により「脳に関する研究開発についての長期的な考 え方 3) 」がまとめられ,国として積極的に推進すべき重 要課題であると報告された.現在でも脳研究は推進され ており,21世紀は「脳の世紀」と呼ばれるほど活発に研 究が進められている. 脳機能計測法で最も古い脳波(electroencephalogram, EEG)は,1920年代にHans Bergerによって原理が発見 されて以来,現在も基礎から応用まで幅広い研究が行わ れている.EEGの計測技術や解析技術はこの20年の間に も著しく発展し,臨床場面での応用例が報告されるよう

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... 磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging, fMRI)や 機 能 的 近 赤 外 分 光 法(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)といった新しい脳機能計測法も生 まれ,脳研究はより発展するとともに,リハビリテー ション領域をはじめとした臨床での応用が進められつつ ある. 工業製品,システム,環境,組織の運用や設計におい ては,人体への影響や反応を客観的に評価する人間工学 的な技術が重要である.生体という複雑な対象,その中 でも最も複雑な脳の機能を計測するためには,計測法 の原理や特徴を熟知している必要がある.本稿は,非侵 襲脳機能計測法として代表的な手法であるEEG,fMRI, fNIRSについて,その原理や特徴を解説するとともに, 人間工学応用への展開として,臨床医学応用例を中心に 紹介する. 2.脳機能計測法 2-1.脳活動の一次,二次,三次信号 4) 感覚,運動,記憶,認知,意思といったさまざまな脳 活動は,神経細胞の電気的な活動によって担われてい る.神経細胞が活動するためにはエネルギーとしてアデ ノシン三リン酸(adenosine triphosphate,ATP)が必要 であり,酸素によってグルコースを解糖する代謝活動に よりATPが算出される.更に,酸素とグルコースを供給 するために脳血流が増加する.これらの神経活動と代謝 の連関をNeurometabolic coupling,代謝と血流増加の連関 をFlow-metabolism coupling,一連の過程をNeurovascular coupling(神経-血管連関)と呼ぶ.