rTMSとBMIの併用による強化型ニューロモジュレーションプログラムの効果検証

• Project/Area Number: 23K10526
• 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: Hokkaido University
• Principal Investigator: 向野 雅彦 北海道大学, 大学病院, 教授 (30424170)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: Brain Machine Interface / 非侵襲的脳刺激 / ニューロモジュレーション / リハビリテーション / 経頭蓋磁気刺激

Outline of Research at the Start

本研究は、神経活動を直接変化させる二つの手法、具体的にはブレインマシーンインターフェースを用いたニューロフィードバック練習と経頭蓋磁気刺激とを組み合わせ、治療の難しい脳損傷後の上肢機能障害に対し効果的な治療法を確立する事を目標とした研究である。神経活動のコントロールを練習するセッションと患者自身の行う定着セッションからなるプログラムで、従来より大きな運動機能改善効果を得られるかどうかを検証する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、非侵襲的脳刺激とBMIによるニューロフィードバック練習を組み合わせて実施することにより、効率の高いニューロモジュレーションの実現を目指して計画されている。この介入モデルは、1)効果を増強するために二つのニューロモジュレーション（非侵襲的脳刺激とBMIによるニューロフィードバック練習）を組み合わせた技能獲得セッション、2) 時間のかかるニューロフィードバック練習を患者自身が一人で実施する定着練習セッションからなる練習プログラムの２段階から構成される。研究は3年計画で実施し、1年目にプログラムの条件についての探索的な検討、2年目にBMIによるニューロフィードバック練習をプレコンディショニングとして行うモデルの効果検証、3年目に非侵襲的脳刺激を組み合わせた介入モデルの効果検証をそれぞれ予定している。
今年度は計画通りプログラムの条件についての探索的な検討を実施した。先行研究の網羅的なレビューを実施し、その結果に基づいて経頭蓋磁気刺激の刺激条件の検討を実施し、開始時の刺激プロトコルを決定した。また、リハビリテーションプログラムについても、BMIセッションとリハビリテーションを組み合わせた練習プロトコルの詳細について検討を行い、内容を決定した。これらに基づいて実験計画の策定を行い、実際に機器を用いた実施者の教育、パイロット実験を実施した。次年度より、実際に患者を対象とした検証の実施、BMIによるニューロフィードバック練習をプレコンディショニングとして行うモデルの効果検証を行う。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

1年目は計画上プログラムの条件についての探索的な検討を実施する予定であった。まず先行研究の網羅的なレビューを実施し、その結果に基づき刺激条件の検討、プロトコルの決定を行った。さらに機器を入手後、実施者の教育、パイロット実験を実施した。使用予定の機器の発売が遅れ、入手時期が遅れたため、実際の患者における検証は2年目より開始することとなった。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、患者を対象とした条件検討、BMIを用いたリハビリテーションプログラムの効果検証を早急に開始する予定である。予定している研究参加者数を達成するため、道内の複数のリハビリテーション回復期病院と連携して参加者の募集を実施する。