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2013 Fiscal Year Research-status Report

直流電流による両側半球二重刺激法を用いたヒトの運動関連領野の可塑的機能変化の誘導

Research Project

Project/Area Number 25350631
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionNiigata University of Health and Welfare

Principal Investigator

桐本 光  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (40406260)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 誠  北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80554302)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords経頭蓋直流電流刺激(tDCS) / 可塑性 / 経頭蓋磁気刺激(TMS)
Research Abstract

頭皮上に設置した電極から流れる微弱な直流電流が,頭蓋骨を通過し,電極直下の興奮性が変化する.これは,経頭蓋直流電流刺激(Transclanialdirect current stimulation:tDCS)と呼ばれ,2000年のNitscheとPaulusの報告以来,非侵襲的な脳機能の探索ツールとしてばかりでなく,様々な中枢神経系疾患患者の治療にも使用されている.一般的にtDCSでは,陽極(陰極)刺激の場合,陰極(陽)電極は対側前額部に設置される.これは,この部位からの同側または対側M1に対する直接投射がないことから,陽極(陰極)電極直下の興奮性にほぼ影響を及ぼさない基準電極としての位置に適しているからである.
一方,脳卒中維持期の患者に対して病側半球に陽極電極を,非病側半球に陰極電極を設置して両側半球を同時に刺激するtDCS(Dual-tDCS)による運動機能回復効果は,従来の一側半球に対するtDCS(Uni-tDCS)より高いと報告されて以来(Lindenberg et al, 2010),脳卒中リハビリテーションにおけるスタンダードな電極設置モンタージュとして注目を集めている.
初年度における本研究では,健常被験者の一次運動野(M1)に対するUni-tDCSとDual-tDCSとの刺激効果を比較した.12名の被験者を対象に,Uni-tDCS(左M1に陽極,右前額部に陰極),Dual-tDCS(左M1に陽極,右M1に陰極)ならびにSham-tDCSを行った.刺激強度は2 mA,刺激時間は10分間とした.左M1への経頭蓋磁気刺激により生じる運動誘発電位(MEP)振幅は,Dual-tDCS条件においてのみ,刺激前に対する刺激後の有意な上昇が認められた.健常被験者においても,Dual-tDCSのM1に対する興奮性促通効果はUni-tDCSより強いことが示唆された.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の初年度の研究では,各条件におけるtDCSの効果について,短潜時皮質内抑制・皮質内促通,大脳半球間抑制,一次体性感覚野の興奮性,皮質感覚運動野間抑制などを指標として,皮質運動関連領野における興奮性の変化を網羅的に評価する予定であった.しかし,実験環境の整備に時間を要し,運動誘発電位を指標とした皮質脊髄路の興奮性の評価のみにとどまった.

Strategy for Future Research Activity

研究計画時に目標とした,健常被験者の一次運動野(M1)に対するUni-tDCSとDual-tDCSとの刺激効果の比較を,上述の皮質運動関連領野における興奮性の変化を指標として実施する.これと同時に,次年度目標である「両側半球一次運動野へのDual-tDCS が手指巧緻運動,触圧覚閾値及び2 点識別感覚機能に及ぼす影響」に関する実験を行う.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

ほぼ予定通りに予算額を使用したが,その他(消耗品など)の使用額がわずかに不足し11,573円の残額が生じた.不可避な誤差範囲の金額と考えている.
次年度のその他(消耗品など)の費用に充当する.

  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Repeated practice of a Go/NoGo visuomotor task induces neuroplastic change in the human posterior parietal cortex: an MEG study2013

    • Author(s)
      Sugawara K, Onishi H, Yamashiro K, Soma T, Oyama M, Kirimoto H, Tamaki H, Murakami H, Kameyama S.
    • Journal Title

      Experimental Brain Research

      Volume: 226 Pages: 495-502

    • DOI

      10.1007/s00221-013-3461-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuromagnetic activation following active and passive finger movements2013

    • Author(s)
      Onishi H, Sugawara K, Yamashiro K, Sato D, Suzuki M, Kirimoto H, Tamaki H, Murakami H, Kameyama S.
    • Journal Title

      Brain and Behavior

      Volume: 3 Pages: 178-192

    • DOI

      10.1002/brb3.126

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modulation of the cortical silent period elicited by single- and paired-pulse transcranial magnetic stimulation2013

    • Author(s)
      Sho Kojima, Hideaki Onishi, Kazuhiro Sugawara, Hikari Kirimoto, Makoto Suzuki, Hiroyuki Tamaki
    • Journal Title

      BMC Neuroscience

      Volume: 14 Pages: In printing

    • DOI

      10.1186/1471-2202-14-43

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Activation of the Human Premotor Cortex During Motor Preparation in Visuomotor Tasks2013

    • Author(s)
      Sugawara K, Onishi H, Yamashiro K, Kirimoto H, Tsubaki A, Suzuki M,Tamaki H, Murakami H, Kameyama S.
    • Journal Title

      Brain Topography

      Volume: 26 Pages: 581-590

    • DOI

      10.1007/s10548-013-0299-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visuo-motor related time analysis using electroencephalograms2013

    • Author(s)
      Yotani K, Tamaki H, Nakamoto H, Yuki A, Kirimoto H , Kitada K, Ogita F, Mori S
    • Journal Title

      World Journal of Neuroscience

      Volume: 3 Pages: 142-146

    • DOI

      10.4236/wjns.2013.33018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Corticomotor excitability induced by anodal transcranial direct current stimulation with and without non-exhaustive movement2013

    • Author(s)
      Miyaguchi S, Onishi H, Kojima S, Sugawara K, Tsubaki A, Kirimoto H, Tamaki H, Yamamoto N
    • Journal Title

      Brain research

      Volume: 1529 Pages: 83-91

    • DOI

      10.1016/j.brainres

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of the number of pins and inter-pin distance on somatosensory evoked magnetic fields following mechanical tactile stimulation2013

    • Author(s)
      Onishi H, Sugawara K, Yamashiro K, Sato D, Suzuki M, Kirimoto H, Tamaki H, Murakami H, Kameyama S
    • Journal Title

      Brain Research

      Volume: 1535 Pages: 78-88

    • DOI

      10.1016/j.brainres

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 補足運動野に対する経頭蓋直流電流陰極刺激が先行随伴性姿勢調節に及ぼす影響2013

    • Author(s)
      吉田翔太,桐本光,松本卓也,小島翔,鈴木誠,大西秀明,田巻弘之
    • Journal Title

      臨床神経生理学

      Volume: 41 Pages: 202-208

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of transcranial static magnetic field stimulation over the sensorimotor cortex on somatosensory evoked potentials in human2014

    • Author(s)
      Kirimoto H, Tamaki H, Matusmoto T, Sugawara K and Onishi H
    • Organizer
      30th International Congress on Clinical Neurophysiology
    • Place of Presentation
      Berlin, Germany
    • Year and Date
      20140319-20140323
  • [Presentation] Gaiting of cutaneo-muscular reflexes and somatosensory evoked potentials differs with the load compliance during maintaining constant finger force or position2013

    • Author(s)
      Kirimoto H, Matsumoto T, Tamaki H, Suzuki M, Miyaguchi S, Sugawara K, onishi H
    • Organizer
      Neuroscience 2013
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      20131109-20131113
  • [Presentation] 静的筋収縮時の運動負荷形式による短潜時求心性抑制及び促通の違い‐筋力制御と肢位制御‐2013

    • Author(s)
      桐本光,松本卓也,大西秀明,鈴木誠,宮口翔太,菅原和広,田巻弘之
    • Organizer
      第43回日本臨床神経生理学会学術大会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      20131107-20131109
  • [Presentation] 一次感覚運動野に対する経頭蓋静磁場刺激が体性感覚誘発電位に及ぼす影響2013

    • Author(s)
      桐本光,田巻弘之,松本卓也,大西秀明
    • Organizer
      第7回日本作業療法研究学会学術大会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      20131005-20131006
  • [Presentation] 静的筋収縮時の運動負荷形式によるCutaneo-Muscular Reflexの違い‐筋力制御と肢位制御‐2013

    • Author(s)
      桐本光,田巻弘之,松本卓也,鈴木誠,宮口翔太,菅原和広,大西秀明
    • Organizer
      第68回 日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130921-20130923
  • [Presentation] The difference in the cortical relay time between intrinsic muscles and between homonymous muscles of its dominant and non-dominant hands2013

    • Author(s)
      Kirimoto H, Matsumoto T, Tamaki H, Suzuki M, Miyaguchi S, Sugawara K, onishi H
    • Organizer
      5th Asian and Oceanian Congress of Clinical Neurophysiology
    • Place of Presentation
      Bali, Indonesia
    • Year and Date
      20130828-20130830
  • [Presentation] tDCSによる高次運動連合野の可塑的変化2013

    • Author(s)
      桐本光
    • Organizer
      第25回 九州神経生理研究会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20130817-20130818
    • Invited
  • [Presentation] 経頭蓋直流電流刺激による高次運動連合野及び一次感覚運動野の可塑的変化2013

    • Author(s)
      桐本光
    • Organizer
      第21回 日本運動生理学会大会
    • Place of Presentation
      埼玉
    • Year and Date
      20130729-20130730
    • Invited
  • [Presentation] Differential sensori-motor modulations on the load compliance during maintaining constant finger force or position2013

    • Author(s)
      Kirimoto H, Tamaki H, Onishi H, Suzuki M, Matsumoto T, Yotani K
    • Organizer
      18th annual congress of the European College of Sport Science
    • Place of Presentation
      Barcelona, Spain
    • Year and Date
      20130626-20130629
  • [Presentation] 同側手内筋間および利き手‐非利き手間における皮質中継時間の違い2013

    • Author(s)
      桐本光,田巻弘之,鈴木誠,菅原和広,大山峰生,大西秀明
    • Organizer
      第28回日本生体磁気学会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      20130607-20130608

URL: 

Published: 2015-05-28  

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