随意運動発現機構の階層性を考慮したｔＤＣＳが運動能力に及ぼす影響の解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19J20371
• Research Institution: Chukyo University
• Principal Investigator: 彦坂 幹斗 中京大学, 体育学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Keywords: 経頭蓋直流電気刺激 / tDCS / 一次運動野 / 両手運動

Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、脳で運動を司る一次運動野への非侵襲的な微弱な電気刺激（tDCS）が両手同時に発揮する握力に及ぼす影響についての実験を行った。tDCSは、頭部に陽極と陰極の電極を置き、微弱な電流を流すことで、主に電極直下の脳部位の興奮性を変化させる手法である。この手法を用いて、左脳を陽極刺激すると、右手の力発揮が向上することなどが報告されてきた。「一方の脳を陽極刺激すると反対側の手の運動機能が高まる」これは左脳が右半身を、右脳が左半身を制御する左右交叉性支配の原則を考えると説明がしやすい。ところが、多くの日常動作では、片手だけの運動ではなく、左右の手の同時かつ協調的な運動が必要となる。両手を同時に動かす時には、脳梁を介した左右の脳活動の抑制的な干渉や、同側性の脊髄への投射など、神経メカニズムが複雑となる。よって、tDCSで片方の脳を刺激した時に反対側の手だけでなく、同時に発揮する同側の手の運動機能がどのような影響を受けるかは予想がしにくく、反対側の手のパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性も考えられる。そこで、tDCSを用いた脳への電気刺激が、両手同時に発揮する両手握力にどのような影響を及ぼすかを検証した。実験では、右利きの健常者を対象に、tDCSを実施し、刺激後の片手の最大握力と両手の最大握力を計測した。その結果、左脳を陽極、右脳を陰極で刺激した条件では、右手だけで発揮した右片手握力は、偽刺激を与えた時よりも大きくなった。また、両手同時に発揮した、右両手握力、左両手握力ともに大きくなった。さらに、左手だけで発揮した左片手握力も僅かではあるものの大きくなった。これらの結果から、左脳を陽極、右脳を陰極で電気刺激すると、片手運動でも両手運動でも、筋力発揮をしやすい脳状態になることが示唆される。これは、日常生活動作やスポーツパフォーマンスで求められる両手運動を促通させる可能性を示している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年度は、両側一次運動野へのtDCS（dual-tDCS）が両手同時の筋力発揮にどのような影響を与えるか検証する実験を行った。研究成果のとりまとめは、完全には行うことが出来なかったが、実験を行うことができたことから、「やや遅れている」と評価した。

Strategy for Future Research Activity

2021年度は、まず2020年度に行った研究の取りまとめを行い、学会発表、国際誌への論文発表を目指す。さらに、2020年度に得られた研究結果を検証するような新しい実験系を考案し、実験を遂行することを計画している。