Creation of an ensemble brain stimulation method that enables functional reconstruction of stroke patients

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19745
• 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: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: Mima Tatsuya 立命館大学, 先端総合学術研究科, 教授 (20324618)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小金丸 聡子 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40579059) ; 阿部 十也 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 脳病態統合イメージングセンター, 部長 (60588515) ; 北城 圭一 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (70302601) ; 竹内 雄一 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (70588384)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: リハビリテーション / 非侵襲的脳刺激法

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we combine temporally and spatially weak current stimulation from multiple electrodes placed on the head to intervene in the brain network, including non-damaged areas, to achieve the normalization of abnormal brain activity at the chronic phase of stroke. As a proof-of-concept of the working hypothesis, we attempted to reconstruct walking function of the stroke patients, and researched and developed a method that combines anodal stimulation of the supplemental frontal cortex (SMA) and oscillating stimulation of the primary motor cortex (M1) on the affected side.

Free Research Field

臨床神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の挑戦は、脳が機能局在という原理だけで編制されているのではなく、一つの全体論的システムとしても構成されていることを基盤に、ネットワーク可塑性に着眼した新しいリハ原理を打ち立てる点にある。脳のネットワークとしての特性に着目したアンサンブル脳刺激法を開発し、「局所脳障害の改善」から「非障害部位を含めた脳ネットワーク異常の正常化」へと従来のリハの考え方の枠組みを壊すゲームチェンジを企図している。