TMS-neurofeedback learning to control human brain activity as a potential treatment for neurological diseases

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21770
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: Kyoto University (2021-2022); Dokkyo Medical University (2020)
• Principal Investigator: Satoko Koganemaru 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40579059)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 経頭蓋磁気刺激 / ニューロフィードバック / 神経疾患 / 運動誘発電位

Outline of Final Research Achievements

We have developed "TMS neurofeedback learning system" that enables subjects to control the targeted neural activity by feedbacking the amplitude of the motor evoked potential (MEP) induced by TMS over the primary motor cortex (M1). Preliminarily, we investigated whether the system could be applied and bring the functional recovery in patients with neurological diseases. As a result, stroke, PD and SCD patients could learn the control of MEP and showed a tendency to recover their disturbed function. It may promote functional recovery by a different mechanism from the conventional medication and rehabilitation and become a potentially effective new treatment for patients with neurological diseases.

Free Research Field

リハビリテーション医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本TMSニューロフィードバック学習法により、少数例の神経疾患患者において、内因性に障害のある神経活動の制御を学習可能であることが示された。障害機能の回復については、より詳細な検討が必要であるが、本手法は従来の薬物治療やリハビリテーション治療概念を大きく転換させる可能性をもつ。本手法では学習が成立する部位の神経生理学的機能が明らかであるため、障害部位が明らかな器質的脳神経疾患により応用しやすく、本手法の利点が証明された。より簡便なシステムで実現できることも本システムの利点である。本研究成果は、医学のみならず、意識や意志、運動学習、社会神経科学など様々な脳科学の課題解決に寄与する。