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障碍者スポーツによる障害からの身体適応と背景にある脳機能再編メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 19J21542
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中西 智也  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsリハビリテーション / MRI / 脳再組織化 / パラスポーツ / 脊髄損傷 / 力調節課題 / 義足 / 視覚障がい者 / Neural efficiency / 上頭頂小葉 / 超適応
Outline of Research at the Start

本研究は、異なる障害特性を持つ脳血管障害者、脊髄損傷者および下肢切断者を対象とし、残存部位の運動機能計測とMRIを用いて脳構造・機能画像の撮像を行い、障害別の適応過程とスポーツの影響を明らかにするものである。
研究Ⅰにおいて運動機能の定量化を行い、獲得した代償機能を明らかにする。研究ⅡではfMRIを用いて代償機能発揮時の脳活動を明らかにする。研究Ⅲでは脳局所間の結合(ネットワーク)関係を定量化し、代償機能発揮時の特異的な脳活動の背景にある神経基盤を明らかにする。
この障害別のヒト適応モデルを確立することで、神経学的な根拠に基づいたリハビリテーション方略の構築につながると考えられる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、障がい者スポーツを実施することによる運動機能の適応と伴う脳構造・機能の再組織化を明らかにすることを目的としている。当該年度は、前年度までに取得したデータの解析および論文化、これまでに得られた成果のアウトリーチ活動、社会実装のための戦略考案を中心に取り組んだ。具体的な実施内容は以下の2点である。

①下肢切断者を対象としたMultimodal MRIの撮像と論文執筆:前年度までにデータの取得が完了していた約30名の下肢切断者のMRIデータを包括的に解析した。その結果、定期的な障がい者スポーツの実施年数が断端部収縮中の同側運動野の信号強度と正の相関を示すこと、および、同側運動野の信号強度が強いほど、皮質網様体脊髄路、皮質線条体ネットワークの構造的再組織化を伴うことを明らかにした。一部の成果は国際誌に掲載され、さらに一報の論文を執筆中である。
②アウトリーチ活動:本研究の成果は、障がい者が健常者とは異なる脳および運動機能の適応を示した点に新規性と特異性があり、学術の発展のみならず、本邦が抱える障がい者雇用の問題解決や共生社会の創生につながるような、社会還元性が高い成果であると考えられた。そのため、最終年度は学会のシンポジウムや、医療現職者向けの講習会、ヘルスケア分野のシンポジウム、企業等での成果発表および意見交換を多く実施した。次年度以降につながる研究テーマの考案や、連携体制の構築を行った。

3年間全体を総括すると、対象となる疾患の変更はあったものの、脊髄損傷者、切断者、視覚障がい者、脳損傷者を対象として、計画通り、運動機能の計測およびMultimodal MRIの計測を実施することができた。また、国際誌4報、国内誌1報および多数の学会発表など、成果を報告することができ、十分な成果が得られたと考えられる。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cortical Re-organization After Traumatic Brain Injury Elicited Using Functional Electrical Stimulation Therapy: A Case Report2021

    • Author(s)
      Milosevic Matija、Nakanishi Tomoya、Sasaki Atsushi、Yamaguchi Akiko、Nomura Taishin、Popovic Milos R.、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 15 Pages: 1-15

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.693861

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Para-Sports can Promote Functional Reorganization in the Ipsilateral Primary Motor Cortex of Lower Limbs Amputee2021

    • Author(s)
      Nakanishi T, Mizuguchi N, Nakagawa K, Nakazawa K.
    • Journal Title

      Neurorehabilitation and Neural Repair

      Volume: 35 Issue: 12 Pages: 1112-1123

    • DOI

      10.1177/15459683211056660

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Specific Brain Reorganization Underlying Superior Upper Limb Motor Function After Spinal Cord Injury: A Multimodal MRI Study2021

    • Author(s)
      Nakanishi Tomoya、Nakagawa Kento、Kobayashi Hirofumi、Kudo Kazutoshi、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Neurorehabilitation and Neural Repair

      Volume: 35 Issue: 3 Pages: 220-232

    • DOI

      10.1177/1545968321989347

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sports Exercise can Induce Cortical Expansion of Upper Limb in Individuals with Complete Spinal Cord Injury2020

    • Author(s)
      中西 智也、中川 剣人、小林 裕央、中澤 公孝
    • Journal Title

      Physical Therapy Japan

      Volume: 47 Issue: 6 Pages: 577-586

    • DOI

      10.15063/rigaku.11790

    • NAID

      130007957881

    • ISSN
      0289-3770, 2189-602X
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cortical reorganization of lower-limb motor representations in an elite archery athlete with congenital amputation of both arms2020

    • Author(s)
      Nakagawa K, Takemi M, Nakanishi T, Sasaki A, Nakazawa K.
    • Journal Title

      NeuroImage: Clinical

      Volume: 25 Pages: 102144-102144

    • DOI

      10.1016/j.nicl.2019.102144

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Remarkable hand grip steadiness in individuals with complete spinal cord injury2019

    • Author(s)
      Nakanishi T, Kobayashi H, Obata H, Nakagawa K, Nakazawa K.
    • Journal Title

      Experimental Brain Research

      Volume: 237 Issue: 12 Pages: 3175-3183

    • DOI

      10.1007/s00221-019-05656-2

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 超適応に挑む脳画像解析2021

    • Author(s)
      中西 智也
    • Organizer
      第19回日本神経理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 下肢切断後の運動経験と運動関連脳領域構造・機能的再組織化の関連2020

    • Author(s)
      中西智也, 水口 暢章, 中川剣人,星野元訓,中澤公孝
    • Organizer
      第36回日本義肢装具学会学術大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 脊髄完全損傷者における上肢運動機能および脳構造・機能の適応2020

    • Author(s)
      中西智也, 中川剣人, 小林裕央, 工藤和俊, 中澤公孝
    • Organizer
      第4回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Specific adaptations of the upper limb motor function and brain activity in individuals with Spinal Cord Injury2019

    • Author(s)
      Tomoya Nakanishi, Hirofumi Kobayashi, Hiroki Obata, Kento Nakagawa, Kazutoshi Kudo, Kimitaka Nakazawa
    • Organizer
      Vista 2019 Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of functional electrical stimulation therapy on reorganization of brain function: A case report.2019

    • Author(s)
      Tomoya Nakanishi, Matija Milosevic, Atsushi Sasaki, Akiko Yamaguchi, Kimitaka Nakazawa
    • Organizer
      World Confederation for Physical Therapy (WCPT) Congress 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unique excitation of the ipsilateral motor pathway in an elite high jumper with below-knee amputation2019

    • Author(s)
      Tomoya Nakanishi, Atsushi Sasaki, Kento Nakagawa, Kimitaka Nakazawa
    • Organizer
      Neural Control of Movement 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スポーツによる脊髄損傷者上肢筋脳機能地図の拡張2019

    • Author(s)
      中西智也, 小林裕央, 島崎崇史, 横本勝也, 中澤公孝
    • Organizer
      第24回日本基礎理学療法学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 脊髄損傷者の上肢機能は健常者よりも優れる~脳-身体の適応による健常者を超える能力の獲得~

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0109_00508.html

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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