| Project/Area Number |
23K16658
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Niigata University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
横田 裕丈 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 講師 (20827472)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 経皮的迷走神経刺激 / 経頭蓋直流電流刺激 / 筋発揮効率 / ノルアドレナリン |
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| Outline of Research at the Start |
競技復帰後の再発の要因として，瞬発的な筋発揮効率(RTD)の回復が不十分なまま復帰していることが指摘されている．RTDの改善にtDCSの有効性が一部示されているが，治療反応性に乏しいというtDCSの課題は未解決である．この課題の解決に，脳の可塑性に不可欠なノルアドレナリン濃度を増大させるtVNSが注目されており，tDCSと同時適用することで効果が促通される可能性が示唆されている．本申請では，tDCSの効果を促通するtVNS刺激強度を解明し，tDCSとtVNSの同時適用がRTDに及ぼす効果を検証することで，早期かつ安全な競技復帰につながる革新的リハビリテーション手法の開発を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
術後やスポーツ傷害後のリハビリテーションにおいて，社会・競技復帰後の再発が課題となっている．この要因として，最大筋力(MVC)が十分に回復していても，瞬発的な筋発揮効率(RTD)の回復が不十分な状態で復帰していることが指摘されている．RTDの改善には，経頭蓋直流電流刺激(tDCS)の有効性が一部示されているが，治療反応性に乏しいというtDCSの長年の課題は未解決である．この課題の解決に，脳の可塑性に不可欠なノルアドレナリン濃度を増大させる経皮的迷走神経刺激(tVNS)が注目されており，tDCSと同時適用することで効果が促通される可能性が示唆されている．しかし，効果的なtVNS刺激強度や，RTDの向上にも有効であるかは不明である．そこで本申請では，tDCSの効果を促通するtVNS刺激強度を解明し(ステップ1)， tDCSとtVNSの同時適用がRTDに及ぼす効果を検証することで(ステップ2)，早期かつ安全な社会・競技復帰につながる革新的リハビリテーション手法の開発を目指す．
右利き健常成人17名（女性7名）に対し，安静イス座位にてtVNS刺激装置を左耳に，tDCSの陽極電極を経頭蓋磁気刺激法を用いて同定した背側骨間筋のHot spot，陰極電極を対側眼窩に貼付した．介入条件は①tDCS単独刺激（tVNSは偽刺激），②tDCSとtVNSの同時刺激， ③tDCS，tVNSいずれも偽刺激の3条件とした.刺激様式はNA産生を促すと報告されている3s on / 7s off を用い，偽刺激は迷走神経支配のない耳朶とした．時間要因に対する反復測定二元配置分散分析の結果，主効果，交互作用ともに認められなかった．一方，同時刺激条件のみ，Baselineで皮質脊髄路興奮性（MEP）の低値な被験者ほどPost 0でMEPが増大するという負の相関が認められた（p<0.05）．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本実験では，tDCSおよびtVNSの同時刺激条件によりMEPの増大が認められると仮説を立て実験を行った．しかし，結果として条件間で交互作用が認められず，仮説を支持する結果が得られていない状況である．そのため，至適な刺激方法の特定に至っておらず，ステップ１が完了していない状況である．
一方，並行して進めているtVNSがRTDに及ぼす影響に関する研究においては順調に推移しており，RTDの測定手法や今後の同時適用の際の準備は予定通り進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点で得られている結果は，仮説と異なりtVNSとtDCSの同時適用によってその効果が促通するといった結果が得られていない．この要因として，tDCSの刺激強度やtVNSの刺激強度，および周波数などの刺激パラメータが適切でなかった可能性が示唆される．そのため，今後は刺激パラメータを変え，より効果的にtDCSの効果を促通する刺激方法を確立できるよう実験を継続していく．
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