2016 Fiscal Year Research-status Report
運動学習早期段階における中枢メカニズムに関する運動神経生理学的研究
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16K01597
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
船瀬 広三 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (40173512)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 非侵襲的脳刺激 / 経頭蓋直流電気刺激 / 経頭蓋磁気刺激 / 小脳 / 一次運動野 / タイミング制御 / 運動パフォーマンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H28年度は，非侵襲的脳刺激用に購入した経頭蓋直流電気刺激（tDCS）装置を用いて，一次運動野（M1）へのtDCS介入前後における運動パフォーマンスの変化に関する実験を実施した．加えて，小脳へのtDCS介入効果実験の準備段階として，パフォーマンス課題を検討した．15名の被験者に対してダブルブラインド，クロスオーバーデザインのtDCS実験を行った．右前脛骨筋（TA）を被験筋とし，パフォーマンス課題は1秒間に1回程度の瞬発的足関節背屈（20%MVC）とした．被験者は背屈によって上方向に動くビームラインをモニターに表示されたターゲットラインに一致させるよう指示された．TA支配領域のM1の興奮性指標として経頭蓋磁気刺激法（TMS）による運動誘発電位（MEP）を計測した．tDCS介入は，実際に電流が流れるanodal条件（1.5mA，20分間），実際には電流が流れないsham条件の2条件として1週間以上の時間をおいてランダムに実施した．運動パフォーマンスはtDCS介入前後，tDCS介入中に計測し，MEPはtDCS介入前後で計測した．その結果，各計測値平均値に有意差は見られなかったが，全被験者のMEP振幅変化とパフォーマンス変化間に有意な相関関係が見られた．この結果は先行研究で示されたtDCS介入効果の大きな個人差を反映したものと考えられる．結果として，M1へのanodal tDCS介入によってM1興奮性を高めることで運動パフォーマンスが低下することが確認された．
巧みな運動を行う重要な要素の一つとして，移動標的との動作タイミング制御問題が挙げられる．小脳性運動失調症患者では，移動標的に対する運動開始の遅延が見られることが知られており，運動開始のタイミング制御を小脳が担うことが示唆される．今年度は，移動標的に対するタイミング制御を検討するためのリーチング課題プログラムを開発した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
H28年度に予定していた運動学習における小脳-M1抑制（CBI）については，他の実験に時間を要したことから予備実験に留まったものの，CBI実験で使用するタイミング制御を必要とするリーチング課題の開発は進んだ．H29年度は，このリーチング課題前後のCBIの変化について検討する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度は，独自開発したリーチング課題を用いて，課題実施前後における小脳－M1抑制（CBI）の測定を試みる．まず，右第一背側骨間筋（FDI）からMEPの安静時閾値の120%強度でFDI支配M1に8の字コイルを用いてTMSを与え試験MEPを誘発する．一方，試験TMSに5ms先行して，ダブルコーンコイルを持いて条件刺激として右側小脳を刺激し，試験MEPの変化を記録し，CBIを観察する．小脳刺激強度は皮質脊髄路への直接刺激を避けるために筋収縮時における脳幹刺激閾値強度の95％とする．なお，脳幹刺激閾値が高くMEPが誘発できない被験者については磁気刺激装置70％最大出力で刺激する．試験刺激強度は1mVのMEP振幅が得られる刺激強度とする．得られたMEPとCBIの結果と学習効率の結果を被験者群間，運動学習前後で比較するとともに，個人差を考慮して指標間の相関関係についても分析する．実験の進捗状況を踏まえながら，tDCS介入の予備実験を開始する．
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| Causes of Carryover |
旅費の使用額が予定金額より少なかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度に繰り越し平成28年度の予算と合わせて適切に使用する．
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