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ヒト脊髄運動ニューロンに自律的活動モードは存在するか?

研究課題

研究課題/領域番号 15700267
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 神経科学一般
研究機関国立身体障害者リハビリテーションセンター研究所

研究代表者

野崎 大地  国立身体障害者リハビリテーションセンター(研究所), 運動機能系障害研究部, 研究員 (70360683)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード脊髄運動ニューロン / プラトー電位 / 機能的MRI / 電気刺激 / 経頭蓋磁気刺激 / H反射 / 一次運動野
研究概要

目的:ヒトの脛骨神経に50Hz、2秒間の連続電気刺激を加えると、刺激停止後も持続するヒラメ筋の筋活動を誘発できる。我々は、この筋活動が脊髄運動ニューロンの自律的活動によって維持されているのではないかと推測している。もし、そうだとすれば、この筋活動中の一次運動野を中心とした脳運動関連領域の活動度は、通常の随意的筋活動中に比べて低いはずである。この仮説を機能的MRI(fMRI)を用いて検討した。
方法:安静30秒-電気刺激によって誘発された筋活動(以下PP)30秒-安静30秒-随意的筋活動(以下VOL)30秒のタスクを各被験者(4名)につ7セット(15分間)×3ラウンド実施した。PP時およびVOL時の脳活動部位を、自然科学機構生理学研究所のfMRI(Allegra, Siemens)を用いて測定した(TR=3秒)。脳賦活部位の同定にはSPM99を用いた。右脚のヒラメ筋、腓腹筋外側頭、腓腹筋内側頭、前脛骨筋より筋電図を導出した。筋電図の導出にはfMRI内での測定用に特別に開発されたスリット皿電極(NE-706A,日本光電)を用いた。導出した筋電図は全波整流後、PP、VOLそれぞれの条件下での平均振幅を計算し、両条件で筋活動レベルが同じであることを確かめた。
結果および考察:VOL条件では、足部の筋を支配する一次運動野に有意な活動(uncorrected P<0.001)が認められたが、PP条件では認められなかった。また、VOL条件とPP条件での一次運動野の活動を比べると、VOL条件で有意に大きい(uncorrected P<0.001)ことが明らかになった。両条件での筋活動レベルには有意差は無かった。逆にPP条件で有意にVOL条件より活動レベルが高い脳運動関連領域は観察されなかった。これらの結果は、PP条件で生じた筋活動(主にヒラメ筋)を産み出す脊髄運動ニューロンの持続的活動が、脳からの下行性指令ではなく、脊髄レベルで生じていることを示唆する。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2005 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Uncertainty of knee joint muscle activity during knee joint torque exertion : the significance of controlling adjacent joint torque2005

    • 著者名/発表者名
      Nozaki D, Nakazawa K, Akai M
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology 98(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Muscle activity determined on the basis of cosine tuning with a non trivial preferred direction during isometric force exertion by the lower limbs2005

    • 著者名/発表者名
      Nozaki D, Nakazawa K, Akai M
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology 93

      ページ: 2614-2624

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Alternative leg movement amplifies locomotor-like muscle activity in spinal cord injured persons2005

    • 著者名/発表者名
      Kawashima N, Nozaki D, Abe MO, Akai M, Nakazawa K
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology 93

      ページ: 777-785

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Nozaki D, Kawashima N, Aramaki Y, Nakajima Y, Akai M, Yano H, Nakazawa K: "Sustained muscle contractions maintained by autonomous neuronal activity within the human spinal cord"Journal of Neurophysiology. 90. 2090-2097 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kimura T, Yamanaka K, Nozaki D, Nakazawa K, Miyoshi T, Akai M, Ohtsuki T: "Hysteresis in corticospinal excitability during gradual muscle contraction and relaxation in humans."Experimental Brain Research. 152. 123-132 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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