Development of effective rehabilitative measures for cerebellar ataxia using eye-hand coordination and adaptation

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K11317
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 寺田 さとみ 杏林大学, 医学部, 助教 (40779807)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤澤 祐基 杏林大学, 保健学部, 講師 (50612587)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 小脳 / 眼球運動 / サッケード / リーチング / 適応 / 神経変性疾患 / 脊髄小脳変性症 / リハビリテーション

Outline of Annual Research Achievements

根治治療の困難な現状で、脊髄小脳変性症では症状改善についてリハビリテーションに期待される役割は大きい。一方、リハビリテーションでの運動学習には運動誤差を修正する適応機能が重要となるが、適応には小脳の関与が示唆されている。小脳障害における適応機能の評価と望ましい運動失調改善法の可能性を探るのが本研究の目的である。遺伝子解析された脊髄小脳変性症症例やその他の対照疾患症例、健常被検者例の解析を通じて、眼球運動訓練を介した有効な新しいリハビリテーション方法の開発を目指す。
本研究をすすめるにあたっては、次の５つの方策を段階的に進めていく予定である。①リーチング課題で眼球と指の協調関係を健常者と患者で比較、疾患による比較　②ブロック積み上げ課題で眼球と指の協調関係を健常者と患者で比較、疾患による比較　③眼球運動の適応課題での健常者と患者の比較、疾患による比較　④眼球運動の適応により上肢運動が改善される手法の開発　⑤小脳に対する連続磁気刺激により眼球運動の適応や上肢運動への影響を確認し、機序解明あるいは改善方法の開発
今年度、①は、健常者27名、脊髄小脳変性症18名、パーキンソン病29名の計測結果を、③は健常者22名、脊髄小脳変性症11名の計測結果の解析を進めた。脊髄小脳変性症においても健常者と同様先行して動く眼球運動の正確さと指運動の正確さの間の空間的な相関関係が保たれている一方で、脊髄小胞変性症では眼球と指の動き始める時間の間隔が延長しタイミングがばらつくこと、また運動誤差の与え方によっては適応が保たれている可能性などが示唆された。遺伝子解析された純粋小脳型脊髄小脳変性症における眼球と上肢の運動あるいは適応について、基礎的な知見を得つつある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度は上記の5つの方策のなかで、①②③について進める予定であった。
①は概ね順調に進んでいる。
基本的にコロナ感染拡大の状況の中であり、特に病院内での症例の計測が行いにくく、症例数の蓄積が思うように進んでいない。③の脊髄小脳失調症症例や対照疾患症例の蓄積がまだ途中である。
②のブロック積み上げ課題などでの三次元的な計測に関しては、磁気式3次元的位置計測装置の不具合などがあり、機器調整中でありまだ検討できていない。

Strategy for Future Research Activity

今後は、当初の計画に従い、④眼球運動の適応により上肢運動が改善される手法の開発　にとりかかるが、②の三次元的計測が進んでいないため二次元課題での方法を検討中である。⑤小脳に対する連続磁気刺激により眼球運動の適応や上肢運動への影響を確認し、機序解明あるいは改善方法の開発　についても着手する。
症例蓄積中の③については、コロナ感染拡大状況に注意しつつ、引き続き計測と解析を続けていく予定である。

Causes of Carryover

研究に使用するコンピューターについてはWINDOWs11導入のタイミングにあたったため状況が落ち着つくのを見極めた後に購入したいと考え、次年度以降に購入をすることとした。今年度後半から年度末に行った被検者への謝金が、請求が遅れ翌年度に計上されることとなった。コロナ感染拡大状況の中、大学の方針もあり、今年度の学会参加がオンライン形式となったため、旅費の支出がなかった。磁気式三次元的位置計測装置の不具合が生じ関連するソフト開発を行わなかったため、その予算が使用されなかった。次年度に新たな課題作成や解析ソフト開発に使用する予定である。

Research Products

• [Presentation] Eye-hand coupling in reaching tasks is impaired in spinocerebellar ataxia (2021)
  • Author(s): Satomi Inomata-Terada, Shin-ichi Tokushige, Yaeko Ichikawa, Tai Miyazaki, Ayumi Uchibori, Naohiko Togashi, Kazuko Hasegawa, Yuji Takahashi, Shun-ichi Matsuda, Masashi Hamada, Atsuro Chiba, Yoshikazu Ugawa, Shoji Tsuji, Yasuo Terao
  • Organizer: 第62回神経学会学術会議
• [Presentation] 純粋小脳型脊髄小脳変性症における眼-指運動協調の時間空間的特徴 (2021)
  • Author(s): 寺田さとみ, 徳重真一, 市川弥生子, 宮崎泰, 内堀歩, 冨樫尚彦, 高橋祐二, 松田俊一, 濱田雅, 千葉厚郎, 長谷川一子, 宇川義一, 辻 省次, 寺尾安生
  • Organizer: 第51回日本臨床神経生理学会学術大会