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Study on quantification of brain network function and evaluation of gait variability for early detection of dementia

Research Project

Project/Area Number 20K11265
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

MAKABE Hitoshi  順天堂大学, 保健医療学部, 教授 (60363743)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 栄三郎  山形県立保健医療大学, 保健医療学部, 助教 (20823298)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords認知症 / 歩行 / 変動 / 視覚情報 / 遮断 / 脳内ネットワーク / 脳波筋電図コヒーレンス / 注意 / 脳波間コヒーレンス / 歩行変動 / 非線形性 / ストライドインターバル / スケーリング指数 / 近似エントロピー / 年齢 / ストライド / 脳波 / β帯域 / 筋電図 / コヒーレンス
Outline of Research at the Start

一般に認知症患者の多くは、認知症発症前に軽度認知機能障害(MCI=Mild Cognitive Impairment)を伴うが、その症状が現れる10年以上も前から歩行スピードや歩幅が低下するなどの身体徴候が出現する。外界を感知し、姿勢をコントロールする能力、即ち「視覚と運動の脳内ネットワーク機能の低下」がその要因と考えられている。認知症発症前からこれらの身体徴候を定量化する手法を確立し、認知症予防対策の一助とすることが本研究の大きな目的である。具体的には、視覚情報を断続的に遮断した状況で歩行し、その間の脳波間及び脳波筋電図コヒーレンス値を定量化する手法を確立することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to determine the changes in gait parameters (gait speed, gait rate, and step length) and EEG-EMG coherence when visual information was intermittently interrupted. The percentage of visual information interrupted was 0%, 30%, and 70%. EEG-EMG coherence was defined as coherence at the Cz site and in the tibialis anterior muscle (Cz-TA Coh). Intermittent blockade of visual information did not affect gait parameters but affected Cz-TA Coh in the beta band. Young healthy adults decreased Cz-TA Coh with increasing interception rates, while older adults living in the community tended to increase Cz-TA Coh. This difference was thought to result from differences in attentional demands during walking, and Cz-TA Coh in the beta band was considered a useful indicator of this.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

軽度認知機能障害(Mild Cognitive Impairment, MCI)は認知症発症前に出現すると言われているが、その出現の12年も前から歩行スピードや歩幅が減少するといわれている。外界を認知し、姿勢をコントロールする能力、すなわち視覚と運動の脳内ネットワークの低下がひとつの原因とされている。本研究はこの点に注目し、視覚情報を断続的に遮断した際に出現する脳内ネットワーク機能の低下を歩行時の脳波筋電図コヒーレンスから評価し、その有益な評価指標を提唱するものである。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Correlation Between Skin Autofluorescence and Muscle Activities of Lower Limb in Aging Without Disease and Disability2022

    • Author(s)
      Kaneko Kenichi、Makabe Hitoshi
    • Journal Title

      Gerontology and Geriatric Medicine

      Volume: 8 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1177/23337214221140225

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Difference of Influence of Intermittent Blocking of Visual Information on Walking Parameters and Cortico-muscular Coherence between Young Persons and Old Persons2023

    • Author(s)
      Hitoshi Makabe, Ai Ogawa, Misuzu Awano, Kenichi Kaneko
    • Organizer
      International Society of Posture and Gait Research
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of Intermittent Blocking of Visual Information on Corticomuscular Coherence during Walking2021

    • Author(s)
      Hitoshi Makabe, Ai Ogawa, Misuzu Awano, Kenichi Kaneko
    • Organizer
      Congress of International Society of Biomechanics
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristics of Stride Time Interval Fluctuations Before and After Knee Arthroplasty2020

    • Author(s)
      Hitoshi MAKABE, Kazuya MIYAZAWA, Akihiro IWAI, Hideto KANZAKI, Kenichi KANEKO
    • Organizer
      International Society of Electrophysiology and Kinesiology
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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