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2015 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, 医歯薬保健学研究院(保), 助教 (70512515)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords末梢求心性感覚入力 / 両側下肢運動 / 運動循環応答 / 中枢神経系
Outline of Annual Research Achievements

健常者を対象として、他動運動に伴う末梢求心性感覚入力が中枢運動指令に与える影響について調べた。具体的には、自転車エルゴメーターの他動運動中に運動イメージを行い、その時の心電図と血圧を経時的に計測した。運動イメージは実際の運動を行わずに脳内でその運動を想起することとして定義でき、末梢求心性感覚入力が伴わないことから中枢性運動循環調節を評価するのに有効である。エルゴメーター他動運動は回転数60 rpm、1分間の運動とし、正回転と逆回転の2課題を設定した。運動イメージは実際の正回転運動と逆回転運動をイメージすることとし、その直前に実際の随意運動も実施した(負荷は100ワット)。結果として、随意運動時では正回転運動よりも逆回転運動のほうが心拍数と血圧の上昇が高かったが、他動運動時では両者に有意な差がみられなかった。一方、運動イメージ時では正回転運動よりも逆回転運動のほうが循環応答が大きい傾向にあり、随意運動時と同様な結果が得られた。また、他動運動中に同様の運動イメージを行うと、運動イメージのみあるいは他動運動のみの時と比べ循環応答が有意に大きく、正回転と逆回転運動では同様な結果が得られた。さらに、他動運動と運動イメージが一致する場合は一致しない場合よりも循環応答が大きかった。以上のことから、自転車エルゴメーター運動の方向によって循環応答が異なることが示され、末梢求心性感覚入力よりも中枢性循環調節による関与が強いことが示唆された。また、他動運動は中枢性循環応答を亢進させることができるが、その運動が一致しない場合よりも一致する場合のほうがより循環応答が大きいことが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

両側下肢の他動運動時における運動循環系の変化、とりわけ中枢性の循環応答について検討することができた。

Strategy for Future Research Activity

同側および対側下肢の他動運動時、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明らかになった。また、ダイナミックな自転車エルゴメーター他動運動は中枢性循環応答を亢進させることでき、運動の方向によって亢進の程度が異なることが明らかになった。循環調節中枢として脳幹が大きな役割を果たしているため、おそらく脳幹での中枢神経ネットワークの興奮性が変化したことが予想されるが、今後検討する余地がある。また、大脳皮質も中枢性運動循環調節に寄与していると言われているが、他動運動によって大脳皮質の興奮性がどのように変化するかは明らかではない。さらに、他動運動の方向について検討したが、運動の速度や種類についてまだ検討する必要がある。以上のことを踏まえた上で、最終年度では他動運動が中枢神経系の興奮性変化に与える影響についてさらに具体的に調べていく予定である。

Causes of Carryover

実験消耗品の中で予定より安く購入できたものがあったため、その余った金額を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

    (13 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Exaggerated sympathetic and cardiovascular responses to stimulation of the mesencephalic locomotor region in spontaneously hypertensive rats2015

    • Author(s)
      Nan Liang, Jere H Mitchell, Scott A Smith, Masaki Mizuno.
    • Journal Title

      American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology

      Volume: 310 Pages: 123-131

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00479.2015

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Increased oxygenation of the cerebral prefrontal cortex prior to the onset of voluntary exercise in humans2015

    • Author(s)
      Kanji Matsukawa, Kei Ishii, Nan Liang, Kana Endo, Ryo Ohtani, Tomoko Nakamoto, Rie Wakasugi, Akito Kadowaki, Hidehiko Komine.
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 119 Pages: 452-462

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00406.2015

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 平地とトレッドミル歩行時の大脳皮質興奮性の変化について-ポータブルfNIRSを用いた解析2016

    • Author(s)
      梁 楠,浅原 亮太,石井 圭,遠藤 加菜,松川 寛二.
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] ヒトの随意運動開始時における前頭前野酸化Hb濃度と呼気終末炭酸ガス濃度の関連2016

    • Author(s)
      浅原 亮太,松川 寛二,石井 圭,梁 楠,遠藤 加菜.
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] 視覚刺激による快・不快の情動変化が顔面皮膚血流量に与える影響2016

    • Author(s)
      遠藤 加菜,伊藤 百花,川原 舞,小畑 菜央,石井 圭,梁 楠,浅原 亮太,松川 寛二.
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] 運動イメージによる呼吸循環系の活性化2016

    • Author(s)
      石井 圭,松川 寛二,梁 楠,遠藤 加菜,浅原 亮太,井出迫 光弘.
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] 視聴覚刺激による快・不快の情動反応が顔面皮膚血流量に及ぼす影響2015

    • Author(s)
      遠藤 加菜,伊藤 百花,石井 圭,梁 楠,松川 寛二.
    • Organizer
      第67回日本生理学会中国四国地方会
    • Place of Presentation
      米子
    • Year and Date
      2015-10-24 – 2015-10-25
  • [Presentation] 除脳ラットを用いた中枢性循環調節機構の探索2015

    • Author(s)
      石井 圭,浅原 亮太,梁 楠,松川 寛二.
    • Organizer
      第67回日本生理学会中国四国地方会
    • Place of Presentation
      米子
    • Year and Date
      2015-10-24 – 2015-10-25
  • [Presentation] 無拘束状態での床歩行時とトレッドミル歩行時にみられる大脳皮質運動野活動2015

    • Author(s)
      浅原 亮太,石井 圭,遠藤 加菜,梁 楠,松川 寛二.
    • Organizer
      第67回日本生理学会中国四国地方会
    • Place of Presentation
      米子
    • Year and Date
      2015-10-24 – 2015-10-25
  • [Presentation] 手指筋力発揮速度の違いは同側運動野の興奮性に異なる影響を及ぼす2015

    • Author(s)
      梁 楠,有澤 利顕,橘高 照人,高橋 真,石井 圭,遠藤 加菜,松川 寛二.
    • Organizer
      第70回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      和歌山
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [Presentation] 随意運動に先行する前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度増加:Central commandとの関連2015

    • Author(s)
      松川 寛二,石井 圭,梁 楠,遠藤 加菜,小峰 秀彦.
    • Organizer
      第70回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      和歌山
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [Book] 脳卒中のリハビリテーション、生活機能に基づくアプローチ(第3版)、第1章:脳卒中患者の病態生理、医学的管理と急性期リハビリテーション2015

    • Author(s)
      梁 楠 (分担翻訳)
    • Total Pages
      54
    • Publisher
      三輪書店
  • [Book] 脳卒中のリハビリテーション、生活機能に基づくアプローチ(第3版)、第2章:脳卒中リハビリテーションの心理的側面2015

    • Author(s)
      梁 楠 (分担翻訳)
    • Total Pages
      18
    • Publisher
      三輪書店

URL: 

Published: 2017-01-06  

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