2021 Fiscal Year Research-status Report
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
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20K21770
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小金丸 聡子 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40579059)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | ニューロフィードバック / 経頭蓋磁気刺激 / 運動誘発電位 / 抑制性神経 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
経頭蓋磁気刺激（Transcranial magnetic stimulation: TMS）により、運動を支配する脳領域である運動野を刺激すると、手指の筋が収縮する。この筋収縮の程度（筋電図上の運動誘発電位；Motor evoked potential, MEP）を被験者にフィードバックすることで、被験者が内因性にTMSで生じる筋収縮の大きさ（MEP振幅）を変化させることを学習する『TMSニューロフィードバック学習システム』が開発されている。この筋収縮の程度は、TMSの刺激の仕方により、変化する。例えば、二連発刺激では刺激間隔により筋収縮が抑制され、抑制性神経活動の活動程度を反映する。これは皮質内抑制と呼ばれる。本研究は、これらの神経活動をTMSニューロフィードバック学習により内因性に変化させることを学習させ、脳内神経活動の制御を目指すものである。昨年度においては、複数の健常者において、TMSニューロフィードバック学習により、皮質内抑制における抑制性神経活動を増強させ、内因性の運動学習を抑制させた。対側運動野とのペア刺激により、脳梁を介した抑制性神経の活動（Interhemispheric inhibition, IHI）が、小脳とのペア刺激により、小脳プルキンエ細胞の抑制性入力（Cerebellar inhibition, CBI）の活動が分かる。よって昨年度は、IHIやCBIを生ずるTMS刺激にて誘発されるMEPをフィードバックするシステムについて、開発を進めた。しかしながら、ペア刺激により生ずるMEP振幅の安定性が十分でないため、フィードバックさせるMEPについて、当該MEPの直前5～10回の平均値とするか、今後検討する必要がある。一方で、行動評価方法として、運動感覚（膝関節）や嚥下機能の脳活動について検討した。患者におけるシステムにおいてはこれらの評価法を用いる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍において、所属施設が部外者立入禁止となり、健常者の実験を進めることが困難であったため。また病院においては、患者をリクルートすることがきわめて困難であったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は健常者の実験を進めていくとともに、安定したニューロフィードバックシステムを構築する。また患者のリクルートを再開し、患者における『TMSニューロフィードバック学習システム』の効果を確認する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため、システム開発および健常被験者の実験、患者実験が思うように進まず、システム開発費、被験者謝金に余剰が生じたため。今年度はシステム開発を進め、健常被験者および患者リクルートを進めていくことで、システム開発費、被験者謝金を使用する予定である。
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