歩行動作中の末梢感覚刺激が前頭前野の活動性に及ぼす影響について

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11140
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 尾方 寿好 中部大学, 生命健康科学部, 准教授 (80415364)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 他動運動 / 歩行 / 局所脳血流

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、歩行中の四肢から脳へ伝わる求心性刺激が、前頭前野の活動性に及ぼす影響を明らかにすることを最終目的とする。このために、他動的に脚を動かして歩行と同様の動作を課した際（他動歩行）の前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度 (HbO2) の変化を、近赤外線分光法装置を用いて検討した。本年度は、１．通常歩行と同様の立位姿勢における他動歩行、2. 仰向けに寝た姿勢（仰臥位姿勢）での他動歩行の2種類を実施した。
前者の立位他動歩行については、5名の健常成人男子（20.8±0.4歳）を対象とした。他動歩行のテンポは、通常歩行と同程度の120歩/分のテンポとした。動作時間は80秒間とした。動作開始前のHbO2レベルと比較して、他動歩行中のHbO2には有意な変化は認められなかった。
後者の仰臥位他動歩行については、7名の健常成人男子（21.3±2.2歳）を対象とした。他動歩行のリズムは、1分間に60歩（通常歩行は約120歩）に相当するリズムとした。また、左右の足裏それぞれに体重の20%に相当する圧力を加えながら他動歩行を実施する場合 (PWM20%) と、圧力を全く加えないで他動歩行を実施する場合 (PWM0%) の2通りを実施した。動作時間は80秒間とした。両試技ともに、動作開始前のHbO2レベルと比較して他動歩行中においてHbO2が有意に低下した (P<0.05)。しかしながら、PWM20%とPWM0%の間の交互作用は見られなかった。また、動作開始初期30秒間と動作終了直前30秒間におけるHbO2の低下度合いを比較したが、有意差は認められなかった。
以上より、通常歩行より低いテンポの仰臥位他動歩行では、歩行様の動作に伴う求心性刺激により、前頭前野の活動性が低下しやすいことが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、仰臥位他動歩行時における前頭前野の酸素化動態について、「足裏に加える圧力の影響」「動作時間の影響」について検討する予定であったが、これを実施することができた。一方、2019年度には、歩行に付随する腕振り動作が、前頭前野の酸素化動態に及ぼす影響を検証する予定であり、この腕振り動作を実現する器具を2018年度中に開発・完成させる予定であったが、現在のところ開発途中である。

Strategy for Future Research Activity

2019年度は、腕振り動作を実現する器具（他動腕振り動作器具）を年度前半に完成させ、その後に、他動的な腕振り動作による前頭前野の酸素化動態について検証する予定である。

Causes of Carryover

2018年度において、今後の研究に使用する仰臥位他動歩行器具の開発を、実験研究と同時に進めた。この器具の開発段階において、種々の調整・修正が必要となり当初計画よりも開発の進行が遅延した。この遅延に伴い、次年度使用額が生じた。なお、2019年度の前半には繰越金を使用して開発を完成させる予定である。