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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Tack-dependent neural mechanism to control force steadiness

Research Project

Project/Area Number 17J02997
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

齋藤 輝  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Keywords表面筋電図 / 経頭蓋磁気刺激 / 経皮的脊髄刺激
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、力調節機能に関連する中枢神経回路を特定し、その課題依存性を明らかにすることである。本年度においては、下肢筋群の随意収縮中において経頭蓋磁気刺激法および経皮的脊髄刺激法という手法を用いて、皮質脊髄路興奮性の指標である運動誘発電位(MEP)と脊髄反射を下肢筋群から誘発する実験を行った。次年度以降の研究は、今年度に取得した実験結果の論文発表を行なう予定である。
被験者は、下肢に疾患のない健常な成人男性11名であった。運動課題は、等尺性収縮での足関節伸展・屈曲および膝関節伸展・屈曲とし、各収縮において随意最大収縮の5,10,20%の強度で実施した。経頭蓋磁気刺激では、大脳皮質の下肢筋群の支配領域に磁気刺激を与えて、下肢筋群からMEPを誘発した。経皮的脊髄刺激では、背部に貼付した電極から脊髄の感覚神経に電気刺激を与え、下肢筋群から脊髄反射を誘発した。被検筋は、ヒラメ筋、内側腓腹筋、外側腓腹筋、前脛骨筋、内側広筋、大腿直筋、大腿二頭筋として、表面筋電図で各筋から筋活動を計測した。安静時および随意収縮時におけるMEPおよび脊髄反射の最大振幅値を算出した。
随意収縮時に各筋のMEPと脊髄反射の振幅値は収縮レベルの増大に伴って大きくなったが、足関節背屈中における前脛骨筋の脊髄反射の振幅値は有意な増加を示さなかった。したがって、随意収縮中における下肢筋群の脊髄反射の変調には、筋間差が見られることが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当該年度は、主に昨年度に習得した研究手法の応用に多くの時間を割いた。具体的には、皮質脊髄路興奮性を評価する経頭蓋磁気刺激法や下肢の複数筋から脊髄反射を誘発する経皮的脊髄刺激法を用いた実験に取り組んだ。実施した実験の1つは、研究論文の執筆まで当該年度中に達成し、学術雑誌への投稿準備中である。なお、研究計画では随意収縮による下肢筋群の脊髄反射の変調を調べる予定であったが、それに加えて、皮質脊髄路の変調も明らかにすることができた。したがって、当該年度は、当初の計画以上に研究が進展したと評価する。

Strategy for Future Research Activity

今後は当該年度に取得した研究結果を論文にまとめ、学術雑誌に投稿する予定である。また、国内外における学会での研究発表も積極的に行っていく。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Repeatability of spinal reflexes of lower limb muscles evoked by transcutaneous spinal cord stimulation2019

    • Author(s)
      Saito, A., Masugi, Y., Nakagawa, K., Obata, H., Nakazawa, K.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 14 Pages: e0214818

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0214818

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 下肢筋群の脊髄興奮性を評価する経皮的脊髄刺激法―縦断的評価法としての確立を目指して―2019

    • Author(s)
      齋藤輝, 中川剣人, 一寸木洋平
    • Journal Title

      デサントスポーツ科学

      Volume: 40 Pages: 176-182

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of 10-week walking and walking with home-based resistance training on muscle quality, muscle size, and physical functional tests in healthy older individuals2018

    • Author(s)
      Yoshiko, A., Tomita, A., Ando, R., Ogawa, M., Kondo, S., Saito, A., Tanaka, N., Koike, T., Oshida, Y., Akima, H.
    • Journal Title

      European Review of Aging and Physical Activity

      Volume: 15 Pages: 13

    • DOI

      10.1186/s11556-018-0201-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationship between physical activity and intramyocellular lipid content is different between young and older adults2018

    • Author(s)
      Hioki, M., Kanehira, N., Koike, T., Saito, A., Shimaoka, K., Sakakibara, H., Oshida, Y., Akima, H.
    • Journal Title

      European Journal of Applied Physiology

      Volume: 119 Pages: 113-122

    • DOI

      10.1007/s00421-018-4005-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Riding posture affects quadriceps femoris oxygenation during an incremental cycle exercise in cycle-based athletes2018

    • Author(s)
      Saito, A., Goda, M., Yamagishi, T., Kawakami, Y.
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 6 Pages: e13832

    • DOI

      10.14814/phy2.13832

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Inter-day repeatability of spinal reflexes evoked by transcutaneous spinal cord stimulation2018

    • Author(s)
      Saito, A., Masugi, Y., Nakagawa, K., Obata, H., Nakazawa, K.
    • Organizer
      Neuroscience 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 経皮的脊髄刺激法を用いて下肢筋群から誘発された脊髄反射の再現性2018

    • Author(s)
      齋藤輝, 一寸木洋平, 中川剣人, 小幡博基, 中澤公孝
    • Organizer
      第73回日本体力医学会
  • [Presentation] 高齢者における筋電気刺激による外側広筋のIMCLの早期変化2018

    • Author(s)
      4.日置麻也, 兼平奈奈, 小池晃彦, 齋藤輝, 高橋英幸, 島岡清, 榊原久孝, 押田芳治, 秋間広
    • Organizer
      第73回日本体力医学会
  • [Presentation] Consistency of muscle synergies between level and uphill locomotion2018

    • Author(s)
      Saito, A., Tomita, A., Ando, R., Watanabe, K., Akima, H.
    • Organizer
      23rd annual Congress of the European College of Sport Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of leg muscle size and power on maximal aerobic cycling performance of male and female athletes2018

    • Author(s)
      Yamagishi, T., Saito, A., Kawakami, Y.
    • Organizer
      23rd annual Congress of the European College of Sport Science
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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