| Project/Area Number |
23K21590
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| Project/Area Number (Other) |
21H03304 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
菅田 陽怜 大分大学, 福祉健康科学部, 准教授 (30721500)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 正之 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00596497)
野嶌 一平 信州大学, 学術研究院保健学系, 准教授 (20646286)
大鶴 直史 新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (50586542)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
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| Keywords | 運動学習 / 標的記憶再活性化 / マイクロオフライン学習 / 脳内ネットワーク / 経皮的迷走神経刺激(tVNS) / オフライン運動学習 / 経頭蓋交流電気刺激 / Consolidation / 脳機能結合 / 電気刺激 / 運動学習能力 |
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| Outline of Research at the Start |
片麻痺患者に対するリハビリで最も重要な点は、一過性の運動機能の向上ではなく、普遍的な運動学習能力の向上にある。しかし、現在のところ運動学習における詳細な脳内機構は解明されておらず、不明な点が多い。片麻痺患者の運動学習能力を外的に制御し、リハビリの効果を最大限に引き出すことができれば、片麻痺患者の運動機能の向上を効率的に誘導でき、より高い生活の質を獲得することができる。そこで、本研究では、運動学習の外的制御の神経基盤について、申請者のこれまでの研究から見出した「脳内ネットワークモジュール間の相互作用」にその解を求め、外的刺激介入による普遍的な運動学習能力の向上に挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの運動学習の約95％は学習課題間の休息期に起こり、さらにそれは学習早期の覚醒下において秒単位で急速に加速する（マイクロオフライン学習）。一方、学習効率化に着目した研究では、学習の際に特定の知覚刺激（音や匂い）を提示し、「休息中」に再び同じ知覚刺激を提示することで学習記憶の再活性化を促し、記憶の定着を図る「標的記憶再活性化（Targeted Memory Reactivation; TMR）」という手法が注目されている。特に近年は、覚醒時にTMRを誘導する研究も散見されるが、分単位または時間単位の休息を挟んだ課題成績に着目した研究がほとんどであり、秒単位での課題成績に着目した研究は世界的に見ても無い。そこで、本研究では、急速に運動学習が促進される「マイクロオフライン学習」中に「TMR」を誘導できれば、学習効率をより向上できるとの仮説を立てた。以上のことから、TMRにおける休息期安静状態の修飾がマイクロオフライン学習に及ぼす影響を明らかにすることに焦点を当て実験を行った。
18歳以上の右利き健常男女に対してディスプレイ上に提示される1～4までの数字に対応するボタンを非利き手でできるだけ速く、正確に押すよう指示を行った。課題は10秒間のボタン押しと10秒間の休息を1試行として全36試行行い、対象者個人のマイクロオフライン学習量を評価した。また、マイクロオフライン学習とTMRとの神経生理学的な関連性を調べるために、課題中には頭皮脳波を計測した。TMRの知覚刺激は先行研究を参考にした聴覚刺激を用いた。実験結果、現時点でTMRの有無により学習パターンに差が生じる傾向を認めている。また、全学習量の中で課題中の学習量よりも休息中の学習量（マイクロオフライン学習）が多くを占める傾向を認めている。
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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
実験デザインの構築ならびにデータ計測が予定通りに進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在行っているTMRの介入パターン（介入時間、介入刺激のパターン）を調整し、TMRがマイクロオフライン学習に及ぼす影響について更に詳細に検討する。同時にTMR付加中の脳波を用いてネットワーク解析を行うことで、TMRがマイクロオフライン学習に及ぼす影響について、神経生理学的に明らかにする。
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