疾患動物の運動機能回復の計測・解析に基づくシナジーの構成機序の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions |
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| Project/Area Number |
15H01660
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
舩戸 徹郎 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (40512869)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | 筋シナジー / 姿勢制御 / 運動制御 / 神経疾患 / ラット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトや動物が歩行や直立などの全身運動を行うとき、複数の関節や筋を協調して動かす協調関係(シナジー) が見られる。シナジーは脳卒中及び小脳疾患によってそれぞれ特徴的に変化することが知られており、疾患に伴うシナジー変化の特徴と神経・制御系のメカニズムの関係を明らかにすることで、シナジーを指標とする効果的なリハビリテーションの構築に結びつく知見が得られると期待できる。本年度は（１）小脳系に障害を持つラットの運動及び制御機能の評価による機能障害メカニズムの解明（２）無痛無汗症患者の歩行解析（３）脳卒中患者の運動解析により、シナジーを介したリハビリテーション手法の構築に向けた研究を行った。それぞれの研究について、以下の研究成果を得た。
（１）ラットの運動学シナジーと姿勢制御系の定量評価：下オリーブ核に障害を持つラットの姿勢制御動作を計測し、運動学シナジーと周波数の特徴を健常ラットと比較したところ、シナジーには変化が見られず、低周波の周波数ピークが低下するように変化した。力学解析によって、この変化が制御系ではなく筋への入力過程で影響を与えていることを示した。また、ラットの小脳に脳梗塞を生じる実験系を構築し、疾患及び回復の過程で運動学シナジーに変化が生じることを定量的に示した。
（２）無痛無汗症患者の筋シナジーの解析：先天的に痛覚を持たない無痛無汗症患者の歩行中の筋活動の解析を行ったところ、筋シナジーは筋活動の延長とピークタイミングの変化という2 つの点で健常者と異なり、接地タイミングの情報を音によって外部から提示することで、接地時床圧力が低い安全な歩行に誘導できることを示した。
（３）筋シナジーによる脳卒中患者の運動評価：脳卒中患者のFMA 中の筋シナジーを評価することで、被験者間の筋シナジーの変化がFMA のスコアと同様の変化を生じることを示し、シナジー解析の治療評価への有効性を示した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(48 results)
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[Presentation] ヒトの歩行・走行遷移時の筋シナジー解析2017
Author(s)
高橋 弘宗, 大島 裕子, 青井 伸也, 舩戸 徹郎, 辻内 伸好, 伊藤 彰人, 土屋 和雄
Organizer
第29回自律分散システム・シンポジウム
Place of Presentation
調布クレストンホテル（東京都調布市）
Year and Date
2017-01-30
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[Presentation] ニホンザル二足／四足歩行時の筋シナジー解析2017
Author(s)
大島 裕子, 中陦 克己, 日暮 泰男, 青井 伸也, 舩戸 徹郎, 辻内 伸好, 伊藤 彰人, 土屋 和雄
Organizer
第29回自律分散システム・シンポジウム
Place of Presentation
調布クレストンホテル（東京都調布市）
Year and Date
2017-01-30
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[Presentation] Source Separation and Localization of Individual Superficial Forearm Extensor Muscles using High-Density Surface Electromyography2016
Author(s)
Becky Su, Shouhei Shirafuji, Tomomichi Oya, Yousuke Ogata, Tetsuro Funato, Natsue Yoshimura, Luca Pion-Tonachini, Scott Makeig, Kazuhiko Seki, Jun Ota
Organizer
IEEE International symposium on micro-nano mechatronics and human science
Place of Presentation
Nagoya University (Aichi, Nagoya)
Year and Date
2016-11-28
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Int'l Joint Research
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[Book] Quantification of temporal parameters for tripedalism In: Chen W., Hosoda K., Menegatti E., Shimizu M., Wang H. (eds) Intelligent Autonomous Systems 14. IAS 2016. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 531.2017
Author(s)
Arito Yozu, Dai Owaki, Masashi Hamada, Takuya Sasaki, Qi An, Tetsuro Funato, Nobuhiko Haga
Total Pages
8
Publisher
Springer, Cham
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