Enhancement of brain-body association and functional recovery by closed-loop associative stimulation
| Project/Area Number |
23K21593
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| Project/Area Number (Other) |
21H03308 (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 | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小金丸 聡子 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40579059)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 俊光 獨協医科大学, 医学部, 助教 (00250704)
野嶌 一平 信州大学, 学術研究院保健学系, 准教授 (20646286)
松橋 眞生 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40456885)
植木 美乃 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40467478)
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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 |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
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| Keywords | クローズドループ刺激 / 神経ネットワーク / クローズドループ / 神経可塑性 / 脳活動 / BMI / リハビリテーション / 運動障害 / 非侵襲的脳刺激 / ブレインマシーンインターフェイス / 連関 / 脳 / 身体 / 機能障害 |
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| Outline of Research at the Start |
動作意図を検知すると同時に、動作に関連する脳領域および末梢神経・筋連関刺激を行う、世界初のクローズドループ式脳・末梢神経筋刺激を着想し、開発に着手する。
本研究の目的は、クローズドループ式刺激法が脳と末梢神経・筋との連関を増強させ、
1上肢、下肢、顔面咽喉頭領域の各領域で神経可塑性が効率的に誘導されること、2中枢神
経疾患における上肢障害、下肢障害、顔面咽喉頭領域の障害(構音障害、嚥下障害)を改善
させること、3多チャンネル脳波-筋電図同時記録と3D-動作解析を組み合わせ、機能回復
基盤となる神経可塑性および生ずる動作変化との関連を解明することである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来、中枢神経疾患による運動機能障害に関して、臨床ではリハビリテーション治療による反復運動課題、末梢神経筋刺激など末梢神経・筋出力を中心に治療が行われてきた。一方、損傷脳自体への脳刺激による機能回復の報告もあるが、出力先の末梢神経筋との連関については不明であり、効果も一様ではなかった。機能回復には、運動意図より開始される脳神経ネットワーク活動と脊髄・末梢神経での神経伝達、及び効果器である筋が連関し、神経可塑性が誘導される必要がある。よって、今回、動作意図を検知すると同時に、動作に関連する脳領域および末梢神経・筋連関刺激を行う、クローズドループ式脳・末梢神経筋刺激法を着想し、開発に着手した。
しかしながら、コロナ禍の影響により、システム開発が遅れるとともに、健常者の実験を進めることができていない。ただ、BMIに用いる脳情報として、健常者および患者にて、嚥下時の脳活動（Event related desynchronization, ERD）を記録することができ、報告した。また介入前後の新たな評価項目として、主観的関節位置覚と運動能力の偏りについて健常者で検討した。ジャンプ着地時の膝関節の位置異常は主観的関節位置覚の異常と相関することを報告した。来年度は、嚥下時のERDなどを含めたBMI型クローズドループ式複合刺激システムを完成させ、少数の健常者において、クローズドループ式複合刺激刺激を行い、M1における皮質脊髄路の興奮性および運動評価および主観的固有感覚の評価を行う。また同時に刺激強度等、至適パラメータを検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍のため、システム開発が遅れており、かつ所属施設への部外者立入禁止により健常者の実験が進んでおらず、予定より遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、BMI型クローズドループ式複合刺激システムを完成させ、健常者において、クローズドループ式複合刺激刺激を行い、M1における皮質脊髄路の興奮性および運動評価を行う。また同時に刺激強度等、至適パラメータを検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
