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2013 Fiscal Year Annual Research Report

機能的脳幹刺激法による小脳性歩行障害の機能再建

Research Project

Project/Area Number 23650202
Research InstitutionAsahikawa Medical College

Principal Investigator

高草木 薫  旭川医科大学, 医学部, 教授 (10206732)

Keywords小脳性歩行失調 / 姿勢筋緊張 / 網様体脊髄路 / 機能再建 / 機能的電気刺激 / 脳深部刺激法 / ブレインマシンインターフェイス
Research Abstract

平成25年度は,歩行制御における小脳各領域の機能局在の解明を試みた.小脳健常郡,ならびに,小脳内側部除去,両側外側部除去,全領域除去の3グル―プの小脳損傷ラットを作成し,①自発的歩行,②環境変化に対応する歩行(トレッドミル速度変化への追従・上り坂-下り坂),③姿勢維持機能(動揺・筋緊張),④後肢の関節運動,などの項目を動作解析と筋電図解析によって評価した.小脳全領域除去群では,自発的歩行動作は減少し,環境変化に対応する歩行動作は極めて稚拙,動揺性姿勢と筋緊張の低下,そして,左右後肢の強調的関節運動は極めて損なわれた.この小脳性歩行失調の特徴は,小脳中央部領域除去群においてもほぼ同様に認められた.一方,外側領域除去群では,平地における機械的な歩行動作は,健常群ラットと大きな差が認められなかった.しかし,トレッドミルの速度変化や上り坂・下り坂などの環境変化への対応機能の低下や,自発歩行の減少などが観察された.これらの成績は,歩行行動において小脳には機能局在が存在することを示している.特に,姿勢調節や機械的歩行動作の調節には小脳中央部が,そして,外側領域は環境変化に対応するという高次機能に関与する可能性が明らかとなった.同様の成績は脊髄小脳変性症における運動機能を理解する上において重要な知見を提供するものである.
これらの小脳性歩行失調が筋緊張の低下によってもたらされている可能性があるので,次いで,ラット脳幹の筋緊張促通野に対する微小電気刺激によって上記運動障害がどの程度回復するのかを検討することとした.ラットの橋~延髄網様体には,ネコと同様の筋緊張抑制野と促通野が存在することを証明できたが,小脳損傷ラットに対する脳幹筋緊張促通野への刺激によって明瞭な歩行運動の改善が認められていない.実験例数がまだ少ないため,今後とも本課題研究を継続する予定である.

  • Research Products

    (36 results)

All 2014 2013

All Journal Article (24 results) (of which Peer Reviewed: 17 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Urocortin 2 blocks the suppression of gastric antral contractions induced by lipopolysaccharide in freely moving conscious rats2014

    • Author(s)
      Nozu T, Takakusaki K, Okumura T.
    • Journal Title

      Regul Pept

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1016/j.regpep.2014.04.004.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 脚橋被蓋核(PPN)の機能とパーキンソン病2014

    • Author(s)
      高草木 薫
    • Journal Title

      神経内科

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

  • [Journal Article] 歩行のメカニズム2014

    • Author(s)
      高草木 薫
    • Journal Title

      脳神経外科プラクティス

      Volume: 印刷中「 Pages: 印刷中

  • [Journal Article] 歩行のメカニズム2014

    • Author(s)
      高草木 薫
    • Journal Title

      第26回 自律分散システム・シンポジウム資料

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 小脳部分切除ラットの歩行運動における四肢の軌道・伸筋の筋電計測による部位特異性の考察2014

    • Author(s)
      白石匠,高草木薫,千葉龍介,太田順
    • Journal Title

      第26回 自律分散システム・シンポジウム資料

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neurophysiology of gait: from the spinal cord to the frontal lobe2013

    • Author(s)
      Takakusaki K
    • Journal Title

      Mov Disord

      Volume: 28 Pages: 1483-1491

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Contribution of the lateral lemniscus to the control of swallowing in decerebrate cats2013

    • Author(s)
      Ota R, Takakusaki K, Katada A, Harada H, Nonaka S, Harabuchi Y.
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 254 Pages: 260-274

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2013.09.036.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Water-avoidance stress enhances gastric contractions in freely moving conscious rats: role of peripheral CRF receptors2013

    • Author(s)
      Nozu T, Kumei S, Takakusaki K, Okumura T
    • Journal Title

      J Gastroenterol

      Volume: on-line Pages: 1-7

    • DOI

      DOI 10.1007/s00535-013-0828-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Peripheral corticotropin-releasing factor (CRF) induces stimulation of gastric contractions in freely moving conscious rats: role of CRF receptor types 1 and 22013

    • Author(s)
      Nozu T, Tsuchiya Y, Kumei S, Takakusaki K, Okumura T
    • Journal Title

      doi: 10.1111/nmo.12050

      Volume: 25 Pages: 190-197

    • DOI

      10.1111/nmo.12050

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Muscle Activities Changing Model by Difference in Sensory Inputs on Human Posture Control2013

    • Author(s)
      Chiba R, Ogawa H, Takakusaki K, Asama H, Ota J
    • Journal Title

      Advances in Intelligent Systems and Computing

      Volume: 194 Pages: 479-491

    • DOI

      10.1007/978-3-642-33932-5_44

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 運動麻痺と皮質-網様体投射2013

    • Author(s)
      高草木 薫
    • Journal Title

      脊椎脊髄ジャーナル

      Volume: 27 Pages: 99-106

  • [Journal Article] 大脳皮質・脳幹-脊髄による歩行の制御機構2013

    • Author(s)
      高草木 薫
    • Journal Title

      脊髄外科

      Volume: 27 Pages: 208-215

  • [Journal Article] 脚橋被蓋核(PPN)領域の機能2013

    • Author(s)
      高草木 薫
    • Journal Title

      分子精神医学

      Volume: 13 Pages: 297-300

  • [Journal Article] 身体運動に同期した単純聴覚刺激が運動主体感に与える影響の評価2013

    • Author(s)
      6. 松本倫実,濱崎峻資,前田貴記,加藤元一郎,山川博司,高草木薫,山下淳,淺間一
    • Journal Title

      日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)

      Volume: 31 Pages: ROMBUNNO.1D1-05

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 身体性システム科学の構築を目ざして2013

    • Author(s)
      7. 太田順,今水寛,関和彦,淺間一,出江紳一,芳賀信彦,近藤敏之,内藤栄一,村田哲,花川隆,高草木薫,稲邑哲也
    • Journal Title

      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会講演論文集(CD-ROM)

      Volume: 2013 Pages: ROMBUNNO O2-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UCM解析を用いたダーツ投擲動作における関節間協調の解明2013

    • Author(s)
      8. 中川純希,AN Qi,石川雄己,岡敬之,高草木薫,山川博司,山下淳,淺間一
    • Journal Title

      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会講演論文集(CD-ROM)

      Volume: 2013 Pages: ROMBUNNO.SS14-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Realization of Stance Postural Control Based on a Musculoskeletal Model2013

    • Author(s)
      Jiang P, Huang Z, Huang Y, Chiba R, Takakusaki K, Ota J
    • Journal Title

      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会講演論文集(CD-ROM)

      Volume: 2013 Pages: ROMBUNNOSS14-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 関節角度プログラムの作成と検討 ~オイラー角との比較~2013

    • Author(s)
      小原和宏,高草木薫
    • Journal Title

      臨床歩行分析研究会定例会抄録集

      Volume: 36 Pages: 24-25

  • [Journal Article] カーレーサーのレース中のストレス推定のための咀嚼筋活動の計測2013

    • Author(s)
      LE Quoc Dung,山川博司,AN Qi,石川雄己,黒田篤,古川宏嗣,岡敬之,魚住光成,高草木薫,山下淳,淺間一
    • Journal Title

      第25回 自律分散システム・シンポジウム資料

      Volume: 25 Pages: 123-128

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ラバーハンド錯覚における筋電位及び皮膚電位反応の解析2013

    • Author(s)
      辻琢真,山川博司,山下淳,高草木薫,前田貴記,加藤元一郎,岡敬之,淺間一
    • Journal Title

      ロボティクスシンポジア予稿集

      Volume: 18 Pages: 56-61

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 監視サービスの管制員に対する情報提示の影響評価2013

    • Author(s)
      魚住光成,山田耕一,村井秀聡,淺間一,高草木薫
    • Journal Title

      情報科学技術フォーラム講演論文集

      Volume: 12 Pages: 381-386

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 姿勢・歩行制御解明のための小脳傷害マウスによる変容解析2013

    • Author(s)
      千葉龍介,白石匠,高草木薫,太田順
    • Journal Title

      日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)

      Volume: 31 Pages: ROMBUNNO.1D1-03

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 黒質網様部‐脚橋被蓋核投射とレム睡眠の神経機構2013

    • Author(s)
      高草木薫
    • Journal Title

      日本生理学雑誌

      Volume: 75 Pages: 204-205

  • [Journal Article] Stance Control Model in Consideration of Feed-forward Control by Reticulospinal Tract2013

    • Author(s)
      Jiang P, Huang Z, Huang Y, Chiba R, Takakusaki K, Ota J
    • Journal Title

      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2013抄録集

      Volume: 2013 Pages: 346-351

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The Physiology of Gait, From CPG to the Frontal Lobe2014

    • Author(s)
      Takakusaki K
    • Organizer
      1st International Freezing of Gait Congress (IFOG 2014)
    • Place of Presentation
      The Dead Sea, ISRAEL
    • Year and Date
      20140205-20140207
    • Invited
  • [Presentation] 歩行のメカニズム2014

    • Author(s)
      高草木薫
    • Organizer
      第26回 自律分散システム・シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20140123-20140124
    • Invited
  • [Presentation] Realization of Stance Postural Control Based on a Musculoskeletal Model2013

    • Author(s)
      Jiang P, Huang Z, Huang Y, Chiba R, Takakusaki K, Ota J
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2013(SSI2013)
    • Place of Presentation
      Shiga, JAPAN
    • Year and Date
      20131118-20131120
  • [Presentation] Stance Control Model in Consideration of Feed-forward Control by Reticulospinal Tract2013

    • Author(s)
      Jiang P, Huang Z, Huang Y, Chiba R, Takakusaki K, Ota J
    • Organizer
      2013 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO 2013)
    • Place of Presentation
      Shenzhen, CHINA
    • Year and Date
      20131109-20131113
  • [Presentation] Modulation of the excitability of hindlimb motoneurons by the basal ganglia efferents to the brainstem in relation to the control of postural muscle tone and locomotion in the decerebrate cat2013

    • Author(s)
      Takakusaki K, Nozu T, Okumura T
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2013
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      20131109-13
  • [Presentation] Analysis of electromyography and skin conductance response during rubber-hand illusion2013

    • Author(s)
      Tsuji T, Yamakawa H, Yamashita A, Takakusaki K, Maeda T, Kato M, Oka H, Asama H.
    • Organizer
      2013 IEEE Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts
    • Place of Presentation
      Tokyo, JAPAN
    • Year and Date
      20130907-20130909
  • [Presentation] 基底核-脳幹投射系による歩行と筋緊張の制御 =運動細胞内記録の成績=2013

    • Author(s)
      高草木薫,野津司,奥村利勝
    • Organizer
      第93回生理学会北海道地方会
    • Place of Presentation
      旭川
    • Year and Date
      20130831-20130831
  • [Presentation] 大脳基底核から脳幹へのGABA作動性投射とレム睡眠2013

    • Author(s)
      高草木薫
    • Organizer
      日本睡眠学会第38回定期学術集会
    • Place of Presentation
      秋田
    • Year and Date
      20130627-20130628
    • Invited
  • [Presentation] 外側毛帯による嚥下運動の調節機構2013

    • Author(s)
      高草木薫,太田亮
    • Organizer
      第36回 日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20130620-20130623
  • [Presentation] 網様体脊髄路-脊髄介在ニューロン系における筋緊張制御の仕組み2013

    • Author(s)
      高草木薫
    • Organizer
      第28回 日本大脳基底核研究会
    • Place of Presentation
      修善寺
    • Year and Date
      2013-08-31
  • [Book] 筋・脊髄 標準生理学第8版(教科書執筆・分担)2014

    • Author(s)
      高草木薫
    • Total Pages
      1140
    • Publisher
      医学書院
  • [Book] Posture, In:Principles of Neural Science (5th edition) 日本語翻訳・分担2014

    • Author(s)
      高草木薫
    • Total Pages
      1649
    • Publisher
      Medical Science International

URL: 

Published: 2015-05-28  

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