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Development of effective rehabilitative measures for cerebellar ataxia using eye-hand coordination and adaptation

Research Project

Project/Area Number 21K11317
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 InstitutionKyorin University

Principal Investigator

寺田 さとみ  杏林大学, 医学部, 助教 (40779807)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤澤 祐基  杏林大学, 保健学部, 講師 (50612587)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords小脳 / 眼球運動 / サッケード / リーチング / 順応 / 神経変性疾患 / 脊髄小脳変性症 / リハビリテーション / 適応 / 運動協調 / 運動障害
Outline of Research at the Start

脊髄小脳変性症では小脳の機能異常による運動失調が病態進行に伴い増悪し、日常生活に支障をきたす。根治治療は今なお難しく、現存運動機能の維持向上や現存機能を利用した障害の代償を目指すリハビリテーションの果たす役割は大きい。本研究では、上肢運動時の上肢に先行する眼球運動と上肢運動との協調関係に着目し、眼と指の運動協調や運動誤差を修正する適応運動学習の病態との対応を明らかにし、その成果を基に運動失調改善法を検討する。主に遺伝子診断された脊髄小脳変性症症例の解析を通じ、眼球運動訓練を介した有効な新しいリハビリテーション方法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

脊髄小脳変性症は根治治療が現状では困難であり、症状改善についてリハビリテーションへの期待は大きい。一方、リハビリテーションでの運動学習には運動誤差を修正する順応機能が重要で、小脳の関与が示唆される。本研究の目的は、小脳障害における順応機能の評価と運動失調改善法の可能性を探ることである。
本研究は、次の5つを段階的に進めていく予定である。①リーチング課題で眼球と指の協調関係を健常者と患者、対照疾患患者の比較 ②ブロック積み上げ課題での3次元的解析 ③眼球運動の適応課題での健常者と患者、対象疾患患者の比較 ④眼球運動の適応により上肢運動が改善される手法の開発 ⑤小脳に対する連続磁気刺激で眼球運動の適応や上肢運動への影響を確認し、機序解明あるいは改善方法の開発
今年度は前提となる脊髄小脳変性症疾患の眼球運動についての論文を発表した(Inomata-Terada S et al. Clin Neurophysiol. 2023(10);154:70-84)。眼と指の協調については、脊髄小脳変性症においても健常者と同様、先行して動く眼球運動の正確さと指運動の正確さの間の空間的な相関関係が保たれる一方で脊髄小胞変性症では眼球と指の動き始める時間の間隔が延長しタイミングがばらつく。運動誤差の与え方によっては小脳疾患であっても順応が保たれている可能性があるためリハビリテーションへの応用を検討する。パーキンソン病との比較により小脳特有の機能の知見が深まった。遺伝子解析された純粋小脳型脊髄小脳変性症における眼球と上肢の運動あるいは適応について、基礎的な知見を得つつある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

上記の5つの方策のなかで、①は概ね順調に進んでいる。修正解析ソフトウェアを作成、データ解析をし直し論文作成中である。②のブロック積み上げ課題などでの三次元的な計測に関しては、磁気式3次元的位置計測装置の不具合などがあり、機器調整中でありまだ検討できていない。③の脊髄小脳失調症症例や対照疾患症例の蓄積を行っているが、脊髄小脳変性症症例がもともと多くないこともあり、もう少し症例数の蓄積が必要である。対照疾患のパーキンソン病患者の計測・解析を進めた。先般のコロナ感染拡大の状況の中では症例の計測が行いにくく、症例数の蓄積に時間がかかっている。⑤小脳への磁気刺激の難点をどのように解決するかを考案中である。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画のなかで、今後は④眼球運動の適応により上肢運動が改善される手法について、適当な課題を考案し、上肢運動の改善の有無を評価できるかどうか検討していく予定である。⑤小脳に対する連続磁気刺激により眼球運動の適応や上肢運動への影響を確認し、機序解明あるいは改善方法の開発について。小脳への刺激は、磁気刺激を含めて確立された方法が未だない状況である。磁気刺激を予備的に行ってみると、コイルの形状の特性から刺激できる部位に制限があること、また特に厚い骨に囲まれている後頭部で深部への刺激が難しいとされ磁気刺激強度が強くならざるを得ず、コイルの過熱により刺激時間が長くできないこと、など問題点が明らかになってきたため。今後はtDCSなど他の刺激方法についても検討する。症例蓄積中の③については、コロナ感染拡大状況に注意しつつ、引き続き計測と解析を続け、解析結果をまとめていく予定である。②については、機器調整の必要があり、得られるデータが膨大で解析方法に工夫が必要なことから、他の方策を先に進めていくことを考えている。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Abnormal saccade profiles in hereditary spinocerebellar degeneration reveal cerebellar contribution contribution to visually guided saccades2023

    • Author(s)
      Satomi Inomata-Terada, Hideki Fukuda, Shin-ichi Tokushige, Shun-ichi Matsuda, Masashi Hamada, Yoshikazu Ugawa, Shoji Tsuji, Yasuo Terao
    • Journal Title

      Clin Neurophysiol

      Volume: 154 Pages: 70-84

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2023.07.006

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Impairment of saccade adaptation derived from cerebellum in hereditary spinocerebellar atrophy.2023

    • Author(s)
      Satomi Inomata-Terada, Naohiko Togashi, Ritsuko Hanajima, Kazuko Hasegawa, Masashi Hamada, Yoshikazu Ugawa, Yasuo Terao
    • Organizer
      第64回日本神経学会学術総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 脊髄小脳変性症における、眼と指の時間的協働における眼の役割2023

    • Author(s)
      寺田さとみ, 市川弥生子, 冨樫尚彦, 高橋祐二, 徳重真一, 内堀歩, 松田俊一, 濱田雅, 長谷川一子, 辻 省次, 宇川義一, 寺尾安生
    • Organizer
      第53回日本臨床神経生理学会学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Adaptation of eye movement in hereditary spinocerebellar atrophy2022

    • Author(s)
      Satomi Inomata-Terada, Naohiko Togashi, Ritsuko Hanajima, Kazuko Hasegawa, Masashi Hamada, Yoshikazu Ugawa, Yasuo Terao
    • Organizer
      日本神経学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 遺伝性脊髄小脳変性症における衝動性眼球運動の順応2022

    • Author(s)
      寺田さとみ、冨樫尚彦、花島律子、長谷川一子、濱田雅、宇川義一、寺尾安生
    • Organizer
      日本臨床神経生理学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Eye-hand coupling in reaching tasks is impaired in spinocerebellar ataxia2021

    • Author(s)
      Satomi Inomata-Terada, Shin-ichi Tokushige, Yaeko Ichikawa, Tai Miyazaki, Ayumi Uchibori, Naohiko Togashi, Kazuko Hasegawa, Yuji Takahashi, Shun-ichi Matsuda, Masashi Hamada, Atsuro Chiba, Yoshikazu Ugawa, Shoji Tsuji, Yasuo Terao
    • Organizer
      第62回神経学会学術会議
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 純粋小脳型脊髄小脳変性症における眼-指運動協調の時間空間的特徴2021

    • Author(s)
      寺田さとみ, 徳重真一, 市川弥生子, 宮崎泰, 内堀歩, 冨樫尚彦, 高橋祐二, 松田俊一, 濱田雅, 千葉厚郎, 長谷川一子, 宇川義一, 辻 省次, 寺尾安生
    • Organizer
      第51回日本臨床神経生理学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 杏林大学研究業績

    • URL

      http://www.kyorin-u.ac.jp/univ/center/research_center/introduction/performance/

    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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