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運動指令および体性感覚入力が脊髄反射回路の可塑的変化に及ぼす影響について

研究課題

研究課題/領域番号 14J03962
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 身体教育学(A)
研究機関広島大学

研究代表者

窪田 慎治  広島大学, 総合科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード脊髄反射回路 / 運動イメージ / 体性感覚 / 可塑性
研究実績の概要

平成28年度は、まずヒトを対象に、下行性運動指令として運動イメージを用いることで、運動指令に応じた体性感覚入力が脊髄反射回路活動に及ぼす影響について検討を行った。脊髄反射回路は、H反射を指標としIa相反抑制回路、Iaシナプス前抑制回路の活動を測定した。次に、体性感覚入力が脊髄反射回路活動に及ぼす影響を明らかにするために、ラットを用いて末梢からの感覚シグナルを人為的に操作するための実験手法を検討した。
運動イメージに応じた体性感覚は、イメージする関節運動が入力される感覚シグナルと一致する場合にはH反射の増大およびIaシナプス前抑制の減少、相反する場合にはH反射の減少およびIaシナプス前抑制の増大が認められ、イメージする関節運動方向に依存した変化が見られた。これらの結果から、運動指令に応じて、Iaシナプス前抑制は運動出力を高める方向に働いたり、弱める方向に働いたりすることが明らかになった。さらに、ラットを対象とした実験結果より、光遺伝学的手法を用いることで体性感覚ニューロンである脊髄後根神経節細胞(DRG細胞)の活動を光刺激によって誘因可能であることが確認された。今後、本実験モデルを用いることで、体性感覚情報が運動制御に果たす役割が明らかになることが期待される。本研究課題を通して、脊髄反射回路の可塑的変化には、①運動指令に伴う上位中枢からの下行性入力が重要であること、②上位中枢から生み出される運動指令に応じて脊髄反射回路の活動は変化すること、③実施する運動課題の課題特性が脊髄反射回路の活動変化に関与していること、以上3点が明らかとなった。本研究結果から、脊髄反射回路は末梢感覚器からの入力によって反射的に駆動する単純な回路ではなく、運動に応じてその活動をダイナミックに変化させることで随意運動の制御に関与していることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Changes in the spinal neural circuits are dependent on the movement speed of the visuomotor task.2015

    • 著者名/発表者名
      Kubota S, Hirano M, Koizume Y, Tanabe S, Funase K.
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience.

      巻: 9 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3389/fnhum.2015.00667

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Patterned sensory nerve stimulation enhances the reactivity of spinal Ia inhibitory interneurons2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kubota, Masato Hirano, Takuya Morishita, Kazumasa Uehara, Kozo Funase
    • 雑誌名

      Neuroreport

      巻: 26 号: 5 ページ: 249-253

    • DOI

      10.1097/wnr.0000000000000335

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Changes in spinal reflex excitability associated with motor imagery training2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kubota, Masato Hirano, Shigeo Tanabe, Kozo Funase
    • 学会等名
      Neuroscience 2016
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (USA)
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of movement speed of visuomotor task on the activity of spinal inhibitory circuits.2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kubota, Masato Hirano, Yoshiki Koizume, Shigeo Tanabe, Kozo Funase
    • 学会等名
      Neuroscience 2015
    • 発表場所
      McCormick Place in Chicago (USA)
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 律動性visuomotor課題における足関節運動速度の違いに依存した脊髄反射回路の活動性変化2015

    • 著者名/発表者名
      窪田慎治,平野雅人,小井詰喜希,田辺茂雄,船瀬広三
    • 学会等名
      第23回日本運動生理学会
    • 発表場所
      日本体育大学 世田谷キャンパス
    • 年月日
      2015-07-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 律動性Visuomotor課題後にみられるシナプス前抑制量の変化2015

    • 著者名/発表者名
      窪田慎治,平野雅人,小井詰喜希,田辺茂雄,船瀬広三
    • 学会等名
      第9回Motor Control研究会
    • 発表場所
      京都大学 時計台講堂 国際交流ホールおよび会議室
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Movement speed-dependent modulation on the activity of spinal inhibitory circuits2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kubota, Masato Hirano, Yoshiki Koizume, Shigeo Tanabe, Kozo Funase
    • 学会等名
      1st International Brain Stimulation Conference
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シナプス前抑制回路が律動性関節運動パフォーマンスに及ぼす影響について2014

    • 著者名/発表者名
      窪田慎治,平野雅人,小井詰喜希,田辺茂雄,船瀬広三
    • 学会等名
      第44回日本臨床神経生理学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡,博多)
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 脊髄Ia抑制性介在ニューロンに対する下行性および上行性入力の影響2014

    • 著者名/発表者名
      窪田慎治
    • 学会等名
      第28回ヒトの随意運動制御研究会
    • 発表場所
      国際学術交流センター・加計研究センター(岡山,倉敷)
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] Hiroshima University News&Topics Research

    • URL

      http://www.hiroshima-u.ac.jp/news/show/lang/en/id/2012

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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