| Project/Area Number |
23H00459
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
美馬 達哉 立命館大学, 先端総合学術研究科, 教授 (20324618)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野 弓絵 明治大学, 理工学部, 専任教授 (10360207)
野嶌 一平 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (20646286)
桐本 光 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (40406260)
植木 美乃 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40467478)
小金丸 聡子 大阪医科薬科大学, 医学部, 准教授 (40579059)
宇川 義一 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (50168671)
平野 牧人 近畿大学, 医学部, 教授 (50347548)
大須 理英子 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (60374112)
北城 圭一 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (70302601)
竹内 雄一 近畿大学, 薬学部, 教授 (70588384)
芝田 純也 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (70844166)
福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 特命研究教授 (50254272)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2026)
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| Budget Amount *help |
¥47,580,000 (Direct Cost: ¥36,600,000、Indirect Cost: ¥10,980,000)
Fiscal Year 2026: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2025: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2024: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2023: ¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000)
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| Keywords | 神経可塑性 / 歩行 / 嚥下 / リハビリテーション / 脳可塑性 / 非侵襲的脳刺激法 / 深部脳 |
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| Outline of Research at the Start |
歩行と嚥下は、大脳皮質だけでなく、基底核・小脳・脳幹など深部脳が生成する律動運動を基盤に統御される。したがって、その再建には、機能的に意味のあるリズム（歩行や嚥下の一連の動作）を生成するCentral Pattern Generator（CPG）を解明し、制御することが求められる。本研究では、我々の考案した、生体情報を実時間センシングして、周期性をもつ非侵襲的電気刺激を予測的に脳に与えてCPGを賦活するclosed-loop刺激のシステムを、歩行障害と嚥下障害に適用し、その生理機構をシステム神経科学的に解明することを目的とする（Deep Brain Rehabilitation）。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最大の独自性と創造性は、非侵襲的closed-loop刺激とその臨床応用というコンセプトにある。closed-loop刺激は、フィードバックを利用する点はBMIやNFBと共通だが、NIBSを利用して深部脳CPGによる（自動的）リズム生成を強化して、嚥下や歩行という日常生活の基本動作の随意的な統御を容易にすることを狙う点で独創的である。
歩行再建という面では、脳卒中患者だけでなく、病態の異なるパーキンソニズムでの歩行障害に対応するシステムを新規に研究開発し、国際雑誌に報告した。
嚥下障害の革新的リハビリテーションの開発については、基盤的研究を行い、システムを開発中である。嚥下障害は、誤嚥性肺炎による生命リスクとなるだけでなく、食事という日常生活の根本にも影響する。しかし、従来の介入は古典的な手法（反復運動や感覚刺激）にとどまってきた。本研究は、世界で初めてNIBSで嚥下中枢（CPG）に介入する新規介入手法を提案する。歩行リズム生成の正常化を脳卒中患者ですでに確認できている非侵襲的closed-loop刺激が、嚥下障害にも適用可能となれば、筋力増強や嚥下反射増強とは異なる原理での介入として、嚥下障害治療のブレイクスルーとなる。静磁場刺激法については、動物モデルでのパッチクランプ法を利用した共同研究によって生理メカニズムを解明することに成功した。その結果、静磁場刺激による神経機能の可塑性は、クロルチャンネルを介していることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
嚥下機能と歩行機能についての基礎研究は順調に進行している。また、非侵襲的脳刺激に関するレビュー論文も出版し、当該分野での可視性を高めることができた
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| Strategy for Future Research Activity |
歩行機能に関しては、深部脳の異常によって生じる歩行障害である、パーキンソンb要については成果をまとめたため、その症例数を増やして治療法として確立することを目指した研究を遂行すると同時に、小脳疾患での応用も進めていく。
嚥下障害については、BMIによるリハビリテーション支援も視野に入れた共同研究を進めている。動物モデルは米国から輸入して繁殖を行っており、今後病理的な側面を解明していく。新規な非侵襲的脳刺激として超音波刺激について先進施設の見学や文献研究を進めていく。
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