TMSニューロフィードバック学習によるヒト脳活動制御と神経疾患への応用

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K21770
• Research Institution: Dokkyo Medical University
• Principal Investigator: 小金丸 聡子 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (40579059)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: ニューロフィードバック / 運動学習 / 皮質内抑制 / 経頭蓋磁気刺激

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、2020年度はTMSニューロフィードバック学習により、健常者において、M1内のGABA機能の増強（二連発刺激・皮質内抑制（Short intracortical inhibition, SICI）による）といったM1への抑制性入力に関わる神経生理学的変化を内因性に生じさせる、生理学的基盤に基づくニューロフィードバック学習法を確立することを目的とする。
2020年度は健常者において、本TMSニューロフィードバック法により、皮質内抑制（Short intracortical inhibition, SICI）のMEPで表される指標を内因性に変化させることができるかを確認した。まずは、SICIニューロフィードバック学習システムを設計した。このシステムではTMSにより生じたMEP振幅のサイズに比例して、円の大きさが変化するようにした。被験者には、「円を大きくする」もしくは「円を小さくする」ように教示することとした。その後、少数の健常被験者により、実験を行った。対照実験として、シュードランダムに変化する円を見せて刺激を行う条件でも計測を行った。コロナのため健常者の実験が制限され予定通りの進捗には至っていないが、少数の健常被験者にてニューロフィードバック学習が成立することが分かった。対照条件の場合でも、被験者によっては、SICIを増強したように見えた。これはシュードランダムに円の大きさを提示した場合でも、被験者によっては、自分の意図通りに円が動いたように錯覚してしまうことがあるためと考えられた。偶然ではあるが、対照条件でも円を小さくする方略を学習してしまうことがあるため、円を小さくする対照条件の設定を工夫する必要があると考えられた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ感染状況のため、研究機関のある自治体が緊急事態宣言下にあったこと、実験施設内に部外者が立ち入ることが困難となったことなどにより健常被験者をリクルートすることができず、当初の予定通りに計画を実施することが困難であったため。

Strategy for Future Research Activity

コロナ感染状況をみながら、今後も健常被験者のリクルートを継続し、実験を行って、データを蓄積していく予定としている。来年までに健常者のデータをまとめ、国際誌へ投稿する準備を進める予定である。

Causes of Carryover

無線式筋電図システムを購入する予定であったが、システムの立ち上げに予想より時間がかかり、有線式筋電図システムにて予備的に実験を行った。今後はシステムを再度見直し、効率よい記録を行うため、無線式筋電図システムを購入する予定である。