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2014 Fiscal Year Annual Research Report

脊髄損傷後の随意機能回復を最大化する新たなニューロリハビリテーション戦略

Research Project

Project/Area Number 26242056
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中澤 公孝  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90360677)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 緒方 徹  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所, 研究部長 (00392192)
西村 幸男  生理学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (20390693)
河島 則天  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所, 研究室長 (30392195)
柴田 智広  九州工業大学, 情報科学研究科, 教授 (40359873)
柳原 大  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (90252725)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords歩行 / 脊髄損傷 / リハビリテーション
Outline of Annual Research Achievements

本研究の最終目的は、現在の歩行リハビリの限界を超え、臨床的完全対麻痺者の随意歩行再獲得につながる新しいニューロリハビリテーションを創出することである。これを達成するために、1)脊髄歩行神経回路の活性化、2)高次中枢参画の最大化、および3)訓練者の能力に応じてステッピングと前方移動のアシストを適応的に変調するロボットの利用、を組み合わせた新たなリハビリ戦略の有効性を科学的に検証する。本年度は、共同研究者の柴田教授、ロボットメーカーとの協議を繰り返し、本研究の中核をなすロボットのプロトタイプを作成した。一方、動物実験用のモーションキャプチャーシステムを整え、ラットを用いた実験系の整備を行った。さらに脊髄歩行神経回路の活性化を行うための高頻度磁気刺激装置をそろえ、次年度からの本格的実験の準備を進めた。1)の脊髄歩行神経回路活性化に関して、脊髄の活性度マップ(脊髄機能マップ)を用いた評価法の準備を進め、これまでに健常者と脊髄損傷者を対象とし、歩行中の脊髄機能マップの作製に成功した。また、経皮的な脊髄電気刺激法を習得し、歩行中の脊髄反射を下肢の多くの筋から同時に導出することができるようになった。これにより、ロボットを用いた歩行訓練集の脊髄神経回路活性度を定量的に評価することも可能となった。
以上、本年度は当初の予定通りロボットの開発が行われるとともに、脊髄のニューロモジュレーションに関連する実験手法の獲得や、基礎データの取得ができ、当初の予定より一歩進んだ成果をあげることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度は当初の予定通りロボットの開発が行われるとともに、動物実験環境の整備、脊髄のニューロモジュレーションに関連する実験手法の獲得や、基礎データの取得ができ、当初の予定より一歩進んだ成果をあげることができた。

Strategy for Future Research Activity

歩行トレーニング用ロボットのプロトタイプが出来上がったので、脊髄への磁気刺激あるいは電気刺激によるニューロモジュレーションを組み合わせ、その反応を調べることが次年度の予定である。その後、3年目以降は実際の患者への応用を試みる。現状で大きな問題点はなく順調な滑り出しであった。

  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Distinct motor strategies underlying split-belt adaptation in human walking and running.2015

    • Author(s)
      Ogawa T, Kawashima N, Obata H, Kanosue K, Nakazawa K
    • Journal Title

      PLoS ONE,

      Volume: 10 Pages: e0121951

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0121951

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rhythmic arm swing enhances patterned locomotor-like muscle activity in passively moved lower extremities.2015

    • Author(s)
      Ogawa T, Sato T, Ogata T, Yamamoto S, Nakazawa K, Kawashima N
    • Journal Title

      Physiological Reports,

      Volume: 3 Pages: e12317

    • DOI

      10.14814/phy2.12317

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical and neural changes in plantar-flexor muscles after spinal cord injury in humans.2015

    • Author(s)
      Yaeshima K, Negishi D, Yamamoto S, Ogata T, Nakazawa K, Kawashima N
    • Journal Title

      Spinal Cord

      Volume: 53 Pages: 526-533

    • DOI

      10.1038/sc.2015.9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Velocity-dependent suppression of the soleus H-reflex during robot-assisted passive stepping.2015

    • Author(s)
      Masugi Y, Kitamura T, Kamibayashi K, Ogawa T, Ogata T, Kawashima N, Nakazawa K.
    • Journal Title

      Neurosci Lett

      Volume: 584 Pages: 337-41

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2014.10.044

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Locomotor Neurorehabilitation -Past and future direction-2015

    • Author(s)
      中澤公孝
    • Organizer
      International symposium on Hybrid Organs of the future
    • Place of Presentation
      大阪府、吹田市、大阪大学臨床工学研究センター
    • Year and Date
      2015-03-03
    • Invited
  • [Presentation] 歩行ニューロリハビリテーションの最先端とスポーツの可能性 -最新の研究動向から-2014

    • Author(s)
      中澤公孝
    • Organizer
      脳神経科学研究会
    • Place of Presentation
      長野県、鹿教湯温泉、鹿教湯リハビリテーション病院
    • Year and Date
      2014-08-30
    • Invited
  • [Presentation] 歩行ニューロリハビリテーションの可能性 -最新の研究動向から-2014

    • Author(s)
      中澤公孝
    • Organizer
      脳神経科学研究会
    • Place of Presentation
      大阪府、大阪市、大阪保健専門学校
    • Year and Date
      2014-04-19
    • Invited

URL: 

Published: 2016-06-01  

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