2018 Fiscal Year Annual Research Report
Cerebral brain activity during walking in freely moving subjects
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16K12935
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
松川 寛二 広島大学, 医歯薬保健学研究科(保), 教授 (90165788)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 加菜 広島大学, 医歯薬保健学研究科(保), 助教 (60584696)
梁 楠 京都大学, 医学研究科, 准教授 (70512515)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 大脳皮質脳活動 / 無拘束歩行運動 / 携帯型近赤外分光計 / 中枢コマンド / リハビリテーション / 大脳皮質前頭前野 / 大脳皮質運動野 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
あるがままの無拘束床歩行運動時にみられる大脳皮質脳活動を可視化するために、携帯型近赤外分光計(NIRS)を用いて大脳皮質脳活動を局所酸素化ヘモグロビン濃度変化(Oxy-Hb)から測定する無線遠隔記録システムを開発した。この新記録システムを床歩行運動中にみられる大脳皮質運動野ならびに前頭前野に応用した。NIRSプローブの位置を3次元デジタイザによる座標解析および経頭蓋磁気刺激により機能的に同定した。運動野Oxy-Hbは運動開始直後から増加しその後減少に転じた。興味深いことに、この運動野Oxy-Hbの増加は歩行速度に比例して減弱した。対照的に、前頭前野Oxy-Hbは運動開始前5-10秒から増加し開始直後に最大となり、その後に減少した。運動開始に先行する脳活動は前頭前野の大きな特徴であり、その脳活動は歩行速度に依存しなかった。これらの実験結果から、皮質運動野は運動コマンドの発現と関係するが、その活動は歩行速度が増加すると低下し貢献度が減少することが判明した。また、随意的な歩行運動と関連して、前頭前野は循環調節を担う中枢コマンドの発現と関わることが示唆された。
最終年度では、多チャンネルNIRSシステムを用いて、無拘束歩行運動時にみられる前頭前野脳活動の分布を可視化した。その結果、前頭極(Frontopolar)ならびに背外側前頭前野(DLPFC)と呼ばれる前頭前野の領域においてのみ、運動開始に先行する脳活動を観察できた。一方、腹外側前頭前野(VLPFC)と呼ばれる前頭前野領域は、運動開始に先行する脳活動を発現しないが歩行運動中に大きな活動増加を示した。これらの所見は、(1)前頭前野の脳活動は一様ではないこと、(2)前頭極や外背外側前頭前野が中枢コマンドの発生と関係すること、そして(3)腹外側前頭前野は歩行運動中に起こる何らかの調節と関わることを示唆した。
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Research Products
(12 results)
