Clarification of Central Mechanisms of Pain Suppression by voluntary movements

• Project/Area Number: 17K01526
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Rehabilitation science/Welfare engineering
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: Sugawara Kazuhiro 札幌医科大学, 保健医療学部, 講師 (10571664)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 文人 北海道大学, 保健科学研究院, 客員研究員 (00722307) ; 小島 翔 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 助教 (10780330) ; 藤井 俊勝 東北福祉大学, 健康科学部, 教授 (70271913) ; 大西 秀明 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (90339953)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 疼痛抑制 / 随意運動 / 体性感覚 / 脳波 / 脳磁図 / 体性感覚刺激 / 感覚抑制 / 一次体性感覚野 / 痛覚抑制 / 体性感覚誘発磁界 / 機能的磁気共鳴画像

Outline of Final Research Achievements

We set three experiments in this study. At first, we investigated the differences of movement using electroencephalography (EEG). Second, we investigated the effects of motor learning on somatosensory evoked potentials (SEP), this investigation clarified the decrease of short component in SEP after 3 days practice. Last, we investigated the brain oscillation and subjective pain with simple and complex movement during pain stimulation. In this investigation, we found that subjective pain was decreased in complex movement, but it was not able to confirm that γ power was not changed in brain oscillation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本実験の結果から，運動の種類，強度に関わらず，持続疼痛発生時に随意運動を行うことにより疼痛が減弱することが示された．このことは整形外科疾患の術直後などの筋出力の低下や巧緻性の低下した対象者に対して，単純であっても筋収縮を促し，関節運動を行わせることが疼痛抑制につなげることができると考えられる．しかし，疼痛の感知は主観的なものであり，脳計測や紙面検査によって客観的に評価することができない．また，対象者の年齢や心理的要因によって疼痛が増強することが多くの研究報告によって明らかになっていることから，今後は対象者の内因性要因についても考慮し，本研究をさらに発展していく必要があると考えられる．

Research Products

• [Journal Article] Altered somatosensory evoked potentials associated with improved reaction time in a simple sensorimotor response task following repetitive practice. (2020)
  • Author(s): Akaiwa M, Iwata K, Saito H, Sasaki T, Sugawara K.
  • Journal Title: Brain and Behavior Volume: －
  • DOI: 10.21203/rs.2.13725/v1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 刺激の提示頻度の違いが反応時間および事象関連電位に及ぼす影響 (2019)
  • Author(s): 岩田昴樹，赤岩眞悠，齊藤秀和，佐々木健史，古名丈人，菅原和広
  • Organizer: 第24回日本基礎理学療法学会学術大会
• [Presentation] 体性感覚刺激を用いた単純反応課題の反応時間短縮に伴う事象関連電位の変化 (2019)
  • Author(s): 赤岩眞悠，岩田昴樹，齊藤秀和，佐々木健史，古名丈人，菅原和広
  • Organizer: 第24回日本基礎理学療法学会学術大会
• [Presentation] 自己ペースの右示指伸展運動時における運動準備は6秒前から始まる (2019)
  • Author(s): 菅原和広，齊藤秀和，臼井桂子，岩田昴樹，赤岩眞悠，佐々木健史，松橋眞生，白石秀明，長峯 隆
  • Organizer: 第49回日本臨床神経生理学会学術大会
• [Presentation] 単純反応課題の練習前後における体性感覚誘発電位の変化 (2018)
  • Author(s): 岩田昴樹，菅原和広，齊藤秀和，赤岩眞悠，鈴木渉仁，古名丈人．
  • Organizer: 第48回日本臨床神経生理学会学術大会
• [Presentation] 収縮様式の異なる随意運動と運動関連脳磁場の関連 (2018)
  • Author(s): 菅原和広，齊藤秀和，臼井桂子，篠崎 淳，佐々木健史，松橋眞生，白石秀明，長峯 隆．
  • Organizer: 第23回日本基礎理学療法学会学術大会
• [Presentation] 随意筋収縮強度変化が体性感覚誘発磁界に及ぼす影響 (2017)
  • Author(s): 菅原和広
  • Organizer: 第52回日本理学療法学術大会
• [Presentation] 感覚入力による脳磁場変動とリハビリテーション応用への可能性 (2017)
  • Author(s): 菅原和広
  • Organizer: 第47回臨床神経生理学会学術大会