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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Neurorehabilitation for spinal cord injury to maximize voluntary motor control

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), その他部局等, 障害者健康増進・運動医科学支援センター長 (00392192)
西村 幸男  京都大学, 医学研究科, 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 運動機能系障害研究部, 研究室長 (30392195)
柴田 智広  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 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ニューロリハビリテーション / 脊髄損傷 / 歩行ロボット
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、次の3つの視点から新たな歩行ニューロリハビリテーションの可能性を検証することを目的とした。すなわち、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。 それぞれの目標に対し、様々な方法でアプローチを試みてきた。1)に関しては電気刺激、磁気刺激などが候補として挙がっていたが 、最終的に電気刺激を中心に実施することとなった。その過程で、脊髄神経回路の興奮性を評価する方法を確立することができた。その基盤にのっとって脊髄神経回路の興奮性変調を電気刺激を用いて実施することが可能となり、これは大きな成果であった。平成29年度もこの方法を用いた研究成果をいくつも得ることができた。2)に 関しては経頭蓋直流電気刺激(tDCS)を用いる方法を当初の計画にはなかったが採用することとなった。新しい方法であり、まだまだ検証しなければならない点が多々あるものの、平成29年度は、tDCSが脊髄可塑性を高める効果があることを示唆す実験結果を得ることができた。3)のロボットに関しては、当該年度、筋への電気刺激と組み合わせる方法の開発、ブレインマシンインタフェースにつなげる開発研究に着手することができ、今後の研究の発展に向けた基盤的研究成果も得ることができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 12 results)

  • [Journal Article] Difference in phase modulation of corticospinal excitability during the observation of the action of walking, with and without motor imagery2018

    • Author(s)
      Kaneko Naotsugu、Masugi Yohei、Yokoyama Hikaru、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      NeuroReport

      Volume: 29 Pages: 169~173

    • DOI

      10.1097/WNR.0000000000000941

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Velocity-dependent transfer of adaptation in human running as revealed by split-belt treadmill adaptation2018

    • Author(s)
      Ogawa Tetsuya、Obata Hiroki、Yokoyama Hikaru、Kawashima Noritaka、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Experimental Brain Research

      Volume: 236 Pages: 1019~1029

    • DOI

      10.1007/s00221-018-5195-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of the gait adaptation process due to split-belt treadmill walking under a wide range of right-left speed ratios in humans2018

    • Author(s)
      Yokoyama Hikaru、Sato Koji、Ogawa Tetsuya、Yamamoto Shin-Ichiro、Nakazawa Kimitaka、Kawashima Noritaka
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 13 Pages: e0194875

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0194875

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of motor imagery on spinal reflex excitability of multiple muscles2018

    • Author(s)
      Nakagawa Kento、Masugi Yohei、Saito Akira、Obata Hiroki、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 668 Pages: 55~59

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.01.015

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Static magnetic field stimulation applied over the cervical spinal cord can decrease corticospinal excitability in finger muscle2018

    • Author(s)
      Nakagawa K, Nakazawa K
    • Journal Title

      Clin Neurophysiol Pract

      Volume: 3 Pages: 49-53

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Speed dependency in α-motoneuron activity and locomotor modules in human locomotion: indirect evidence for phylogenetically conserved spinal circuits2017

    • Author(s)
      Yokoyama Hikaru、Ogawa Tetsuya、Shinya Masahiro、Kawashima Noritaka、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      Volume: 284 Pages: 1851

    • DOI

      10.1098/rspb.2017.0290

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Muscle synergies reveal impaired trunk muscle coordination strategies in individuals with thoracic spinal cord injury2017

    • Author(s)
      Milosevic Matija、Yokoyama Hikaru、Grangeon Murielle、Masani Kei、Popovic Milos R.、Nakazawa Kimitaka、Gagnon Dany H.
    • Journal Title

      Journal of Electromyography and Kinesiology

      Volume: 36 Pages: 40~48

    • DOI

      10.1016/j.jelekin.2017.06.007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Motor module activation sequence and topography in the spinal cord during air-stepping in human: Insights into the traveling wave in spinal locomotor circuits2017

    • Author(s)
      Yokoyama Hikaru、Hagio Kohtaroh、Ogawa Tetsuya、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 5 Pages: e13504~e13504

    • DOI

      10.14814/phy2.13504

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Aquatic Pole Walking on the Reduction of Spastic Hypertonia in a Patient with Hemiplegia: A Case Study2017

    • Author(s)
      Obata Hiroki、Ogawa Tetsuya、Hoshino Motonori、Fukusaki Chiho、Masugi Yohei、Kobayashi Hirofumi、Yano Hideo、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      International Journal of Physical Medicine & Rehabilitation

      Volume: 05 Pages: 401

    • DOI

      10.4172/2329-9096.1000401

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wheelchair Neuroprosthesis for Improving Dynamic Trunk Stability2017

    • Author(s)
      Patel Kramay、Milosevic Matija、Nakazawa Kimitaka、Popovic Milos R.、Masani Kei
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      Volume: 25 Pages: 2472~2479

    • DOI

      10.1109/TNSRE.2017.2727072

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Postural regulatory strategies during quiet sitting are affected in individuals with thoracic spinal cord injury2017

    • Author(s)
      Milosevic Matija、Gagnon Dany H.、Gourdou Philippe、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Gait & Posture

      Volume: 58 Pages: 446~452

    • DOI

      10.1016/j.gaitpost.2017.08.032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of anode position on the responses elicited by transcutaneous spinal cord stimulation2017

    • Author(s)
      Masugi Yohei、Obata Hiroki、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc.

      Volume: 2017 Pages: 1114-1117

    • DOI

      10.1109/EMBC.2017.8037024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neural effects of muscle stretching on the spinal reflexes in multiple lower-limb muscles2017

    • Author(s)
      Masugi Yohei、Obata Hiroki、Inoue Daisuke、Kawashima Noritaka、Nakazawa Kimitaka
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12 Pages: 275~275

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0180275

URL: 

Published: 2018-12-17  

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