末梢神経磁気刺激の刺激強度の違いが皮質脊髄路に及ぼす影響

• Project/Area Number: 23K16660
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 渡 哲郎 藤田医科大学, 保健衛生学部, 助教 (40805305)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 末梢磁気刺激 / 刺激強度 / 皮質脊髄路興奮性 / 神経生理学 / 経頭蓋磁気刺激 / 皮質脊髄路

Outline of Research at the Start

脳卒中運動麻痺の改善には、大脳皮質から骨格筋に至る皮質脊髄路の興奮性強化が重要である。皮質脊髄路の興奮性強化法の一つに、末梢神経磁気刺激（peripheral magnetic stimulation : PMS）がある。しかし、PMSの刺激強度が、皮質脊髄路の興奮性に与える影響は明らかではない。
本研究では、PMSの刺激強度を①運動閾値以上、②運動閾値以下かつ感覚閾値以上、③感覚閾値以下の３条件として、皮質脊髄路の興奮性に与える影響を明らかにする。
本研究は、PMSのエビデンス構築に向けて、健常者を対象とした基礎研究と、脳卒中運動麻痺者を対象とした臨床研究を段階的に実施する。

Outline of Annual Research Achievements

脳卒中による運動麻痺の改善には、大脳皮質から骨格筋に至る皮質脊髄路の興奮性強化が重要である。皮質脊髄路の興奮性強化法の一つに、末梢神経磁気刺激（peripheral magnetic stimulation : PMS）が報告されている。　PMSは、刺激コイルからパルス磁場による誘導電流を生体内に発生させ、経皮的に神経・筋の細胞膜電位を変化させる方法である。しかし、PMSの刺激強度の違いが、皮質脊髄路の興奮性に及ぼす影響は不明である。本研究の目的は、PMSの刺激強度を①運動閾値以上、②運動閾値以下かつ感覚閾値以上、③感覚閾値以下の３条件として、四肢末梢からの刺激による皮質脊髄路の興奮性に及ぼす影響の解明を目的とする。
2023年度は、実験で使用するPMS装置（Pathleader：IFG社製）を準備し、刺激強度、刺激部位と刺激時間、刺激頻度、計測手順を決定した。また、皮質脊髄路の興奮性を評価する経頭蓋磁気刺激の実験計測環境と解析システムを整備した。また、健常者を対象にした実験計測を進めることが可能であった。現在までの検証により、３条件の刺激強度間には皮質興奮性の変調効果に違いがある可能性があり、運動閾値以上の刺激強度の場合、皮質脊髄路の興奮性は時間経過に伴い増大し、運動閾値以下かつ感覚閾値以上の刺激及び感覚閾値以下の刺激強度では明らかな変調は認めないことが示唆されている。
次年度以降も被験者を増やしてデータ計測を継続し、末梢磁気刺激強度と皮質脊髄路興奮性の関係性を詳細に検証していく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的は、異なる刺激強度の末梢磁気刺激が皮質脊髄路の興奮性に及ぼす影響の解明を検討することである
2023年度は実験環境の整備を行い、実験手順を構築した。研究の実施計画に従って、予定通り健常者を対象に実験計測を行い、おおむね順調に進展した。
2024年度は被験者数を増やしデータ計測を継続し、末梢磁気刺激強度と皮質脊髄路興奮性の関係性を詳細に検証する。

Strategy for Future Research Activity

初年度の研究において、実験環境が整備でき、実験手順も構築できた。そのため、当初の計画通り、2024年度は被験者数を増やしデータ計測を継続し、末梢磁気刺激強度と皮質脊髄路興奮性の関係性を詳細に検証する。全ての実験は倫理審査委員会で承認された手順に則って実施する。
2024年の研究費の主な使途は、電極などのデータ計測用消耗品と、解析用ソフトウェアを予定している。その他は、研究の進捗に伴って、さらなる改良が必要となった際に購入を検討する。