リズム聴覚刺激による歩行再学習に伴う筋協調システムの形成基盤の解明

• Project/Area Number: 21K11298
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: 土屋 順子 東京工科大学, 医療保健学部, 助教 (40781985)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 智史 順天堂大学, 保健医療学部, 先任准教授 (20594956)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2024: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: リズム聴覚刺激 / 運動学習 / 筋シナジー / 歩行訓練 / ペダリング / 歩行再学習 / 運動野興奮性 / 皮質内抑制

Outline of Research at the Start

脳卒中患者に対するリズム聴覚刺激（RAS）を利用した歩行トレーニングは、歩行練習にリズムを付与することで歩行技能の学習を促進する方法として有効だと考えられてきた。しかし研究代表者の予備実験では、歩行リハビリテーションで求められる速い歩行のリズムの学習が困難という知見を得た。そこで、本研究ではRAS歩行トレーニングの効果促進に関わる神経基盤の特定のために、リズム学習に関わる歩行時下肢筋活動と、それを支配する中枢神経機構について、筋シナジー仮説をもとにした筋電図解析と、経頭蓋磁気刺激法による運動野興奮性変化から明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

脳卒中片麻痺患者のリハビリテーションにおいて歩行能力の改善は、日常生活動作の自立に直結する重要な目標である。近年、脳卒中片麻痺患者の歩行リハビリテーションにおいて、リズム聴覚刺激（RAS）を利用した歩行トレーニングは、歩行速度や歩幅を増大するという多数の報告がある。一方で、RASを利用した歩行リズムの学習効果を調査した我々の予備実験では、遅い歩行リズムの学習効果は認められたものの、速いリズムの学習は困難であった。脳卒中片麻痺患者の歩行の特徴として、歩行速度の低下が問題となることが多く、速い歩行リズムの学習効果を促進するトレーニング手法の確立は意義が高いと考えれる。
そこで、本研究の目的は、歩行運動技能の習得が難しい速い歩行リズムでの、リズム聴覚刺激（RAS）歩行トレーニングの効果促進に関わる神経基盤を特定し、速い歩行の獲得に有効な訓練方法を確立するための知見を得ることである。
2021年度に引き続き、2022年度は、歩行リズム調節に関わる下肢筋の協調的筋活動の変化を明らかにするため、健常者でのペダリング、および歩行において、速い、遅い、快適の3段階のリズムを設定し、運動実施中に記録した下肢10筋の筋活動から、筋シナジーを抽出してその特徴を検討した。現在、途中経過ではあるものの、運動リズムの変化によって、シナジー数の増減や、筋シナジー構成の変化がみられている。
引き続き、被験者数を増やし解析を進める予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究の進捗が遅れている理由として、2021年度にcovid-19の感染拡大により、本研究の対象である本学学生への実験実施が制限されていたこと、また、2022年度も引き続き、患者群データの取得を予定していた施設において実験が制限されたことが挙げられる。

Strategy for Future Research Activity

covid-19の影響が落ち着いたため、現在、データ取得を急いでいる状況である。現在、筋シナジー解析手法は概ね確立できたため、データがそろい次第、速やかに解析を進め、研究成果を報告、発表できるものと考えている。