2020 Fiscal Year Annual Research Report
新規非侵襲的脳刺激が拓くネオ・リハビリテーションとそのシステム脳科学的解明
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19H01091
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Research Institution | Ritsumeikan University |
Principal Investigator |
美馬 達哉 立命館大学, 先端総合学術研究科, 教授 (20324618)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野 弓絵 明治大学, 理工学部, 専任教授 (10360207)
野嶌 一平 信州大学, 医学部, 准教授(特定雇用) (20646286)
桐本 光 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (40406260)
松橋 眞生 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40456885)
植木 美乃 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40467478)
小金丸 聡子 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40579059)
宇川 義一 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (50168671)
福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)
大須 理英子 早稲田大学, 人間科学学術院, 教授 (60374112)
北城 圭一 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (70302601)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | リハビリテーション / 非侵襲的脳刺激法 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、新規非侵襲的脳刺激法(NIBS)を従来のリハと組み合わせた革新的な手法(ネオ・リハビリテーション)を開発し、その生理機構をシステム脳科学の観点から解明することである。新規NIBSとして静磁場刺激法(tSMS)とtDCSを応用したパターン電流刺激法を検討し、脳波での領域間結合測定によって脳機能ネットワークへの影響を明らかにし、動物実験による生理機構解明を目指す。静磁場刺激法(tSMS)は2011年にOlivieroらによって開発された新規NIBSであり、研究代表者らがいち早く日本に導入し、その神経可塑性効果について研究を積み重ねてきた。 研究2年目の2020年度では、静磁場刺激に関しては、健常被験者を対象に反対側半球に生じる機能促通に関連する脳機構を運動誘発電位と脳波計測によって非侵襲的に評価し、英語論文として投稿した(Takamatsu et al. 2021)。本研究でのパターン電流刺激法では、二足歩行というADL上重要な機能に着目し、自然歩行周期と同期させたパターン電流刺激を脳に与えるclosed-loop式刺激システムを開発し、内因性脳活動と外因性刺激法の間のspike-timing dependent plasticityによって歩行に関わる神経回路を可塑的に強化することを目指している。closed-loop式パターン電流刺激での歩行モジュレーションについては、筋電図コヒーレンス計測によって可塑性を解明し、論文としてまとめた(Kitatani et al. 2020)。また、小型筋電図アンプシステム(2020年度備品)を新たに購入し、さらに筋電図記録を含めた臨床研究を加速させる。新規にネオリハビリテーション目的で電気刺激装置IVES(2020年度備品)を購入して、今後add-on療法としての可能性を検討していく予定である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナの影響で臨床研究は一部に滞りがあったが、工夫することで、健常被験者での研究を進めることができた。全体としてはおおむね順調である。
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Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進んでおり、今後、静磁場刺激については、動物実験の結果をまとめて論文とすること、臨床研究を進めること、パターン電流刺激についても研究を加速して行く予定である。
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Research Products
(116 results)
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[Journal Article] ATP6V0A1 encoding the a1-subunit of the V0 domain of vacuolar H+-ATPases is essential for brain development in humans and mice.2021
Author(s)
Aoto K, Kato M, Akita T, Nakashima M, Mutoh H, Akasaka N, Tohyama J, Nomura Y, Hoshino K, Ago Y, Tanaka R, Epstein O, Ben-Haim R, Heyman E, Miyazaki T, Belal H, Takabayashi S, Ohba C, Takata A, Mizuguchi T, Miyatake S, Miyake N, Fukuda A, Matsumoto N, Saitsu H.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 2107
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Cortico-cortical evoked potential by single-pulse electrical stimulation is a generally safe prcedure2021
Author(s)
Katsuya Kobayashi, Riki Matsumoto, Kiyohide Usami, Masao Matsuhashi, Akihiro Shimotake, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
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Journal Title
Clinical Neurophysiology
Volume: 132
Pages: 1033-1040
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A proposal for new diagnostic criteria for ALS.2020
Author(s)
Shefner JM, Al-Chalabi A, Baker MR, Cui LY, de Carvalho M, Eisen A, Grosskreutz J, Hardiman O, Henderson R, Matamala JM, Mitsumoto H, Paulus W, Simon N, Swash M, Talbot K, Turner MR, Ugawa Y, van den Berg LH, Verdugo R, Vucic S, Kaji R, Burke D, Kiernan MC
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Journal Title
Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology
Volume: 131
Pages: 1975-1978
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Idiopathic hypereosinophilic syndrome with formation of multiple liver mass lesions2020
Author(s)
Ko Tetsuhisa, Fujii Hideki, Doi Haruna, Fukuma Taito, Kadono Toru, Asaeda Kohei, Kobayashi Reo, Nakano Takahiro, Doi Toshifumi, Nakatsugawa Yoshikazu, Yamada Shinya, Nishimura Takeshi, Tomatsuri Naoya, Sato Hideki, Okuyama Yusuke, Kimura Hiroyuki, Yoshida Norimasa
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Journal Title
Clinical Journal of Gastroenterology
Volume: 13
Pages: 834-838
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines2020
Author(s)
Rossi S.,,,,, Ugawa Y., Wassermann E.M., Zangen A., Ziemann U., Hallett M.
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Journal Title
Clinical Neurophysiology
Volume: 132(1)
Pages: 269-306
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Training in the practice of noninvasive brain stimulation: Recommendations from an IFCN committee.2020
Author(s)
Fried PJ, Santarnecchi E, Antal A, Bartres-Faz D, Bestmann S, Carpenter LL, Celnik P, Edwards D, Farzan F, Fecteau S, George MS, He B, Kim YH, Leocani L, Lisanby SH, Loo C, Luber B, Nitsche MA, Paulus W, Rossi S, Rossini PM, Rothwell J, Sack AT, Thut G, Ugawa Y, Ziemann U, Hallett M, Pascual-Leone A
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Journal Title
Clinical Neurophysiology
Volume: 132(3)
Pages: 819-837
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Effects of a stable concentration of propofol upon interictal high-frequency oscillations in drug-resistant epilepsy2020
Author(s)
Taku Inada, Katsuya Kobayashi, Takayuki Kikuchi, Masao Matsuhashi, Riki Matsumoto, Yuki Takahashi, Takuro Nakae, Sumiya Shibata, Yukihiro Yamao, Masako Daifu, Jumpei Togawa, Kazumichi Yoshida, Takeharu Kunieda, Kobayashi K, Akio Ikeda, Susumu Miyamoto
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Journal Title
Epileptic Disord
Volume: 23
Pages: 299-312
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Engagement of cortico-cortical and cortico-subcortical networks in a patient with epileptic spasms: An integrated neurophysiological study2020
Author(s)
Takeshi Inoue, Katsuya Kobayashi, Riki Matsumoto, Morito Inouchi, Masaya Togo, Jumpei Togawa, Kiyohide Usami, Akihiro Shimotake, Masao Matsuhashi, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Hisashi Kawawaki, Nobukatsu Sawamoto, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
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Journal Title
Clinical Neurophysiology
Volume: 131
Pages: 2255-2264
DOI
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[Journal Article] Electrical Cortical Stimulations Modulate Spike and Post-Spike Slow-Related High-Frequency Activities in Human Epileptic Foci2020
Author(s)
Mitsuyoshi Nakatani, Riki Matsumoto, Katsuya Kobayashi, Takefumi Hitomi, Morito Inouchi, Masao Matsuhashi, Masako Kinoshita, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Nobutaka Hattori, Akio Ikeda
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Journal Title
Clinical Neurophysiology
Volume: 131
Pages: 1741-1754
DOI
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[Journal Article] Connectivity Gradient in the Human Left Inferior Frontal Gyrus: Intraoperative Cortico-Cortical Evoked Potential Study2020
Author(s)
Takuro Nakae, Riki Matsumoto, Takeharu Kunieda, Yoshiki Arakawa, Katsuya Kobayashi, Akihiro Shimotake, Yukihiro Yamao, Takayuki Kikuchi, Toshihiko Aso, Masao Matsuhashi, Kazumichi Yoshida, Akio Ikeda, Ryosuke Takahashi, Matthew A Lambon Ralph, Susumu Miyamoto
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Journal Title
Cerebral Cortex
Volume: 30
Pages: 4633-4650
DOI
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[Journal Article] Cortical Distribution of Fragile Periventricular Anastomotic Collateral Vessels in Moyamoya Disease: An Exploratory Cross-Sectional Study of Japanese Patients with Moyamoya Disease2020
Author(s)
Akinori Miyakoshi, Takeshi Funaki, Yasutaka Fushimi, Takuro Nakae, Masakazu Okawa, Takayuki Kikuchi, Hiroharu Kataoka, Kazumichi Yoshida, Yohei Mineharu, Masao Matsuhashi, Eiji Nakatani, Susumu Miyamoto
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Journal Title
AJNR Am J Neuroradiol
Volume: 41
Pages: 2243-2249
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Active direct current (DC) shifts and "Red slow": two new concepts for seizure mechanisms and identification of the epileptogenic zone2020
Author(s)
Akio Ikeda, Hirofumi Takeyama, Christophe Bernard, Mitsuyoshi Nakatani, Akihiro Shimotake, Masako Daifu, Masao Matsuhashi, Takayuki Kikuchi, Takeharu Kunieda, Riki Matsumoto, Tamaki Kobayashi, Kazuaki Sato
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Journal Title
Neuroscience research
Volume: 156
Pages: 95-101
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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