| Project/Area Number |
19K11370
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Prefectural University of Hiroshima |
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Principal Investigator |
森 大志 県立広島大学, 保健福祉学部(三原キャンパス), 教授 (50301726)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 大脳皮質運動野 / 磁気刺激 / 運動誘発電位 / 大脳皮質 / 経頭蓋磁気刺激 / 運動の要素 / 運動野 / 歩行 / 神経制御 / 脳梁 / 歩行運動 |
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| Outline of Research at the Start |
私たちは当たり前のように二足歩行できる．すなわち二足歩行はヒトにとって最も基本的な運動と言える．一方で，この障害はヒトの尊厳にも関わる大きな問題である．しかし，二足歩行が中枢神経系（脳）によってどのように制御されているのか，その詳細は未だ明らかではない．本研究は，その制御メカニズムの解明に迫るもので，障害後の歩行機能の再獲得リハビリテーション方法の立案やそれに向けた機器の開発を提案する上でも有益である．
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| Outline of Annual Research Achievements |
肢運動に伴い対側の大脳皮質運動野（運動野）の活動性が増加する．しかし，脳卒中者の肢運動機能回復時や精緻な制御を必要とするような肢運動時には同側の運動野の活動性も増加することが報告されている．報告者も同じ手指運動であっても難度が高い場合には同側の運動野の活動性が有意に増加することを示した．これらの結果は運動の要素に依存した皮質運動野の活動性調節メカニズムの存在を示唆する．一方，手関節や足関節を固定すると比較的短時間であっても対側運動野の活動性は低下し，運動機能へ影響を与えた．このことは感覚入力が運動野の活動性に何らかの影響を与え，これに伴う運動野の活動性が運動を発現するには十分ではなかったことを示唆する．このように運動に伴う運動野の活動性調節メカニズムにはいまだ明らかではないことが多数ある．そこで本年度は昨年度から引き続き，運動の頻度が同側運動野の活動性に与える影響を検証した．運動課題は右手拇指と示指による把持運動と右足関節の背底屈運動とし，これらを10回または100回行うこととした．運動野の活動性は磁気刺激によって刺激側とは反対側の筋から誘発される運動誘発電位（MEP）の振幅値から評価した．刺激強度は閾値の120％とし，各条件でMEPを20波形記録した．これまでの結果，100回の手指運動では，運動後のMEP振幅は一過性に増加し，経時的にベースライン値に回復する傾向が示されている．足関節運動（100回）でも同様の傾向が示されているが，回復に要する時間には両者で差があるケースが散見された．一方，運動回数が10回の場合（両運動課題），MEP振幅が有意に変化する様子は観られていない．これらの結果は，運動肢と同側の運動野の活動性は運動頻度にも影響され，手または足運動では異なるメカニズムで活動性が調節されている可能性を示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究はヒトを対象として実施する課題であり，これまでに通りに感染対策を徹底して実施した．令和５年度はそれ以前に比べると比較的順調に実験を行うことができたが，課題数が多いために１日で記録できる場合でも２課題程度しか実施できなかった．また磁気刺激により運動誘発電位を誘発できないまたは閾値が高く，刺激に伴う危険性のために記録できないケースが当初予想より多くあった．そのため，現在得られている研究成果は当初の目標と比べて満足できるものではなく，「進捗はやや遅れている」と考える．そのため，引き続き令和６年度も継続して実施したい．なお，これまでに得られた研究成果は今年度開催される国際学会および国内学会で発表することが決定している（演題採択）．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も引き続き，（１）一側手指運動（10または100回）が同側運動野の活動性に与える影響の検証，（２）一側足運動（10または100回）の同側運動野の活動性に与える影響の検証，を実施する．これまでのところ，10回の運動では手指運動であっても足関節運動であっても同側運動野の活動性に変化は観られていない．一方，100回の運動では両運動課題で同側運動野の活動性に変化が生じている．統計学的検証を行えるだけの研究協力者数を確保しており，これらについて今年度中に実施することが可能である．（２）については当初運動時に実施することを考えていたが，運動時に頭皮上の特定の刺激点を固定して刺激することが難しかったため運動を実施した後に評価する現在の課題設定とした．このように解決しなければならない問題があったが，他の研究者，技術者への問い合わせなどによりほぼ解決できた．（１）と（２）の項目を達成することで上下肢支配運動野の活動性調節メカニズムについて考察することが可能であり，上肢運動時だけではなく歩行運動時の脳活動についてもこれまでとは異なる視点で考察できると考える．すでに得られた研究成果もあり，これらについては今年度の国際学会および国内学会で発表し，論文化を急ぐ．
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