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2014 Fiscal Year Research-status Report

リズミックな下肢他動運動が中枢運動指令に与える影響-効果的な運動療法を目指して-

Research Project

Project/Area Number 26750187
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

梁 楠  広島大学, 大学院医歯薬保健学研究院, 助教 (70512515)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords末梢求心性感覚入力 / 同側および対側 / H反射 / 中枢神経系
Outline of Annual Research Achievements

初年度はまず、健常者を対象に末梢求心性感覚入力が中枢神経系の興奮性に与える影響について調べた。下腿三頭筋の脊髄α運動ニューロンの興奮性は、脛骨神経電気刺激によって同名筋の表面筋電図で誘発されるH反射を用いて評価した。実験操作として、同側あるいは対側の下腿三頭筋に伸張刺激あるいは振動刺激を与え、その時のH波の振幅値、Hmax/Mmax、また刺激強度を変化させた時に得られるリクルートメントカーブの変化を観察した。筋の伸張刺激は40と80ニュートンの力を加え、振動刺激はバイブレーター(100 Hz)を用いて行なった。前者はGroup Ia群、Ib群、II群筋線維を刺激し、後者はIa群筋線維を刺激すると言われている。その結果、安静時に比べ同側筋伸張刺激時ではH波振幅値、Hmax/Mmaxが有意に小さかったが、対側同名筋伸張刺激時ではそれらの変化が認められず、伸張刺激の強度を調整しても変化しなかった。一方、同側および対側同名筋の振動刺激時ではともにH波振幅値、Hmax/Mmaxが有意に減少した。以上の結果から、同側だけではなく対側同名筋の求心性感覚入力も脊髄α運動ニューロンの興奮性を低下させることが示された。また、α運動ニューロンの興奮性は対側同名筋のIa群筋線維による求心性入力の多寡に依存して変化することが示唆された。次は、同側および対側肢によるリズミックな他動運動と中枢運動指令との相互作用について、大脳皮質および脊髄レベルで検討していく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

同側および対側下肢を他動的に実験操作した時に中枢神経系の興奮性、とりわけ脊髄α運動ニューロンの興奮性について電気生理学的手法を用いて検討することができた。

Strategy for Future Research Activity

初年度では、同側および対側下肢を他動的に動かす時に、Ia群筋線維を介した求心性入力によって脊髄α運動ニューロンの興奮性が減少することが示された。今後は、他動運動と中枢運動指令との相互作用について検討していく予定である。特に、リズミックな運動を自動的あるいは他動的に遂行する時に、運動の範囲、速度、力の強さなどの因子について検討する必要がある。運動中に中枢神経系の興奮性もダイナミックに変化していることが予測され、また一側肢による運動では対側および同側大脳皮質の興奮性が変化することが示唆されている。今後は電気生理学的手法および脳機能イメージング法を併用することで、上記したことを明らかにする。

Causes of Carryover

最低限の実験消耗品は既に助成金により購入し足りているが、さらに必要な実験関連消耗品を購入するには金額が不足していたため、次年度の助成金と合わせて使用したい。

Expenditure Plan for Carryover Budget

主に実験消耗品を購入する予定である。

  • Research Products

    (18 results)

All 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Unilateral imagined movement increases interhemispheric inhibition from the contralateral to ipsilateral motor cortex2014

    • Author(s)
      Nan Liang, Kozo Funase, Makoto Takahashi, Kanji Matsukawa, Tatsuya Kasai.
    • Journal Title

      Experimental Brain Research

      Volume: 232 Pages: 1823-1832

    • DOI

      10.1007/s00221-014-3874-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Signal transduction of aortic and carotid sinus baroreceptors is not modified by central command during spontaneous motor activity in decerebrate cats2014

    • Author(s)
      Kanji Matsukawa, Kei Ishii, Akito Kadowaki, Tomoko Ishida, Mitsuhiro Idesako, Nan Liang.
    • Journal Title

      American Journal of Physiology Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      Volume: 306 Pages: R735-746

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00538.2013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discharges of aortic and carotid sinus baroreceptors during spontaneous motor activity- and pharmacologically-evoked pressor interventions2014

    • Author(s)
      Kanji Matsukawa, Kei Ishii, Akito Kadowaki, Tomoko Ishida, Mitsuhiro Idesako, Nan Liang.
    • Journal Title

      The Journal of Physiological Sciences

      Volume: 64 Pages: 291-303

    • DOI

      10.1007/s12576-014-0318-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase dependent modulation of corticospinal excitability during the observation of initial phase of gait2014

    • Author(s)
      Makoto Takahashi, Natsuko Uchida, Mami Yoshida, Nan Liang, Kimitaka Nakazawa, Kiyokazu Sekikawa, Tsutomu Inamizu, Hironobu Hamada.
    • Journal Title

      Somatosensory and Motor Research

      Volume: 31 Pages: 209-213

    • DOI

      10.3109/08990220.2014.923392

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differential contribution of Ach-muscarinic and beta-adrenergic receptors to vasodilatation in noncontracting muscle during voluntary one-legged exercise2014

    • Author(s)
      Kei Ishii, Kanji Matsukawa, Nan Liang, Kana Endo, Mitsuhiro Idesako, Hironobu Hamada, Tsuyoshi Kataoka, Kazumi Ueno, Tae Watanabe, Makoto Takahashi.
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 2014 Pages: e12202

    • DOI

      10.14814/phy2.12202

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stimulation of the mesencephalic ventral tegmental area blunts the sensitivity of cardiac baroreflex in decerebrate cats2014

    • Author(s)
      Kanji Matsukawa, Kei Ishii, Tomoko Ishida, Atsushi Nagai, Nan Liang.
    • Journal Title

      Autonomic Neuroscience

      Volume: 189 Pages: 16-24

    • DOI

      10.1016/j.autneu.2014.12.005

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Facial skin blood flow response during exposure to emotionally-charged movie2015

    • Author(s)
      Ishii K, Ito M, Endo K, Liang N, Idesako M, Matsukawa K.
    • Organizer
      Experimental Biology 2015
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-04-01
  • [Presentation] 麻酔下ラットにおける島皮質の電気刺激は中脳腹側被蓋野の局所血流量を増加させる2015

    • Author(s)
      梁 楠,松川 寛二,石井 圭,井手迫 光弘,遠藤 加菜.
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会/第92回日本生理学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] 動脈血圧反射の心拍数調節感度はトレッドミル運動の強度と継続時間に依存して低下する2015

    • Author(s)
      井手迫 光弘,松川 寛二,石井 圭,梁 楠,遠藤 加菜.
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会/第92回日本生理学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] ストループ課題における前頭前野の酸素動態に加齢が与える影響2015

    • Author(s)
      遠藤 加菜,梁 楠,石井 圭,井手迫 光弘,松川 寛二.
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会/第92回日本生理学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] ヒト片腕運動時にみられる骨格筋コリンおよびβアドレナリン作動性血管拡張2015

    • Author(s)
      石井 圭,松川 寛二,梁 楠,遠藤 加菜,井手迫 光弘,濱田 泰伸,片岡 健,山下 かおり,渡邊 多恵.
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会/第92回日本生理学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] 随意運動時にみられる非活動筋血流量の増加と神経調節メカニズム2015

    • Author(s)
      松川 寛二,石井 圭,梁 楠,遠藤 加菜.
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会/第92回日本生理学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] The sensitivity of cardiac baroreflex is decreased at the onset of and during the later period of treadmill exercise at a higher intensity in conscious cats2015

    • Author(s)
      Kanji Matsukawa, Kei Ishii, Mitsuhiro Idesako, Nan Liang, Kana Endo.
    • Organizer
      International Symposium on Human Adaptation to Environment and Whole-body Coordination
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      2015-03-14 – 2015-03-16
  • [Presentation] 大動脈弓血圧受容器反射による心拍数調節ゲインはトレッドミル運動の強度に依存して低下する2014

    • Author(s)
      井手迫 光弘,松川 寛二,石井 圭,梁 楠,遠藤 加菜.
    • Organizer
      第66回日本生理学会・中国四国地方会
    • Place of Presentation
      香川
    • Year and Date
      2014-11-01 – 2014-11-02
  • [Presentation] 心拍数・動脈血圧よりも筋組織血流量の変化は運動イメージの抽出に有効である2014

    • Author(s)
      松川 寛二,石井 圭,遠藤 加菜,梁 楠,井手迫 光弘,土井 詩織,崎田 有紀
    • Organizer
      第69回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-19 – 2014-09-21
  • [Presentation] セントラルコマンドはaortic baroreceptor-heart rate反射を孤束核内で抑制する2014

    • Author(s)
      石井 圭,松川 寛二,井手迫 光弘,梁 楠
    • Organizer
      運動と循環研究会
    • Place of Presentation
      倉敷
    • Year and Date
      2014-07-18
  • [Presentation] Inhibition of soleus H-reflex by afferent inputs from the contralateral homonymous muscle2014

    • Author(s)
      Nan Liang, Aiko Takezawa, Ayumi Tsubota, Makoto Takahashi, Kanji Matsukawa.
    • Organizer
      The 16th International Congress of the World Federation of Occupational Therapists (in collaboration with the 48th Japanese Occupational Therapy Congress and Expo)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2014-06-18 – 2014-06-21
  • [Presentation] Effect of acute dynamic exercise on cognitive function in elderly subjects2014

    • Author(s)
      Kana Endo, Nan Liang, Kei Ishii, Mitsuhiro Idesako, Kanji Matsukawa.
    • Organizer
      The 16th International Congress of the World Federation of Occupational Therapists (in collaboration with the 48th Japanese Occupational Therapy Congress and Expo)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2014-06-18 – 2014-06-21

URL: 

Published: 2016-06-01  

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