人工神経接続による革新的なニューロリハビリテーション法の創出

• 研究課題/領域番号: 15H01818
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所 (2017); 京都大学 (2015-2016)
• 研究代表者: 西村 幸男 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, プロジェクトリーダー (20390693)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 41,210千円 (直接経費: 31,700千円、間接経費: 9,510千円); 2017年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2016年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2015年度: 27,560千円 (直接経費: 21,200千円、間接経費: 6,360千円)
• キーワード: リハビリテーション / トランスレーショナルリサーチ

研究成果の概要

非侵襲な人工神経接続によりヒトの神経損傷患者での臨床研究を行い、その機能回復メカニズム神経損傷モデル動物を用いて理解する。人工神経接続により、脊髄損傷患者の随意歩行機能の再建に成功した。また、脳梗塞サルでは、人工神経接続により、麻痺した手の随意制御の再建に成功し、その際、大脳皮質は大規模の脳活動パターンが変容し、人工神経接続に対する適応現象がみられた。

研究成果

• [雑誌論文] Comprehensive analysis of area-specific and time-dependent changes in gene expression in the motor cortex of macaque monkeys during recovery from spinal cord injury. (2018)
  • 著者名/発表者名: Higo N et al.
  • 雑誌名: J Comp Neurol. 巻: 526 号: 7 ページ: 1110-1130
  • DOI: 10.1002/cne.24396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 精髄損傷者へのBMI技術の利用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田添歳樹,西村幸男
  • 雑誌名: Journal of CLINICAL REHABILITATION 巻: 26 ページ: 479-481
• [雑誌論文] アスリートの脳を理解する (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男,野崎大地
  • 雑誌名: Journal of the Society of Instrument and Control Engineers2017 巻: 56 ページ: 584-587
  • NAID: 130005982878
• [雑誌論文] 心と身体運動を繋ぐ神経基盤 アスリートの脳を理解する (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木迪諒,西村幸男
  • 雑誌名: Journal of the Society of Instrument and Control Engineers2017 巻: 56 ページ: 561-562
• [雑誌論文] 神経活動依存的刺激を活用した脊椎損傷治療.－人工神経接続による脊髄損傷患者の随意歩行再建に向けて - (2016)
  • 著者名/発表者名: 1.笹田周作,西村幸男
  • 雑誌名: Jpn J Rehabil Med 巻: 53 ページ: 459-464
• [雑誌論文] Flexible adaptation to an artificial recurrent connection from muscle to peripheral nerve in man. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Sasada S, Nishimura Y
  • 雑誌名: J Neurophysiol 巻: 115 号: 2 ページ: 978-991
  • DOI: 10.1152/jn.00143.2015
• [雑誌論文] Function of the nucleus accumbens in motor control during recovery after spinal cord injury. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sawada, M., K. Kato, T. Kunieda, N. Mikuni, S. Miyamoto, H. Onoe, T. Isa and Y. Nishimura
  • 雑誌名: Science 巻: 350 号: 6256 ページ: 98-101
  • DOI: 10.1126/science.aab3825
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Histological and electrophysiological analysis of the corticospinal pathway to forelimb motoneurons in common marmosets. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kondo T, Yoshihara Y, Saito-Yoshino K, Sekiguchi T, Kosugi A, Miyazaki Y, Nishimura Y, Okano HJ, Nakamura M. Okano H, Isa T, Ushiba J
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 98 ページ: 35-44
  • DOI: 10.1016/j.neures.2015.05.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ”磁気刺激.－随意制御された経椎骨磁気刺激による脊髄損傷後の歩行機能再建に向けて” (2015)
  • 著者名/発表者名: 笹田周作,西村幸男
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 33 ページ: 835-838
• [雑誌論文] ”脊髄内神経回路網による歩行制御.” (2015)
  • 著者名/発表者名: 中尾弥起,笹田周作,西村幸男
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 33 ページ: 772-775
• [雑誌論文] Murata Y, Higo N, Hayashi T, Nishimura Y, Sugiyama Y, Oishi T, Tsukada H, Isa T, Onoe H (2015)
  • 著者名/発表者名: Temporal Plasticity Involved in Recovery from Manual Dexterity Deficit after Motor Cortex Lesion in Macaque Monkeys
  • 雑誌名: J Neuroscience 巻: 35 号: 1 ページ: 84-95
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1737-14.2015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 人工神経接続による脳機能再建 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 日本臨床神経生理学
  • 招待講演
• [学会発表] Ｒｅｗｉｒｉｎｇ ｄａｍａｇｅｄ ｐａｔｈｗａｙ ｖｉａ ａ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: Spinal research Network Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 損傷神経を繋ぐ双方向神経インターフェース Wiring of Damaged Pathways using a Bidirectional Neural Interface (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
  • 国際学会
• [学会発表] 側坐核は脊髄損傷後の指先巧緻性の回復に特異的に関与するCausal role of the nucleus accumbens in functional recovery of finger dexterity after spinal cord injury (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 迪諒 , 尾上 嘉代 , 澤田 真寛 , 高橋 伸明 , 肥後 範行, 村田 弓, 塚田 秀夫, 伊佐 正, 尾上 浩隆, 西村 幸男
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Supplementary eye field neurons dynamically control the size of spatial attention（補足眼野ニューロンは空間性注意の広がりを制御する） (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山修、星英司、西村幸男
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 小脳核から運動野に伝達される運動指令Motor commands transferred from the deep cerebellar nuclei to the motor cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐野 暢哉, 中山 義久 , 星 英司 , 知見 聡美, 南部 篤, 西村 幸男
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Dynamic redirection of corticomuscular networks during recovery from spinal cord injury (2017)
  • 著者名/発表者名: Zenas C Chao, Masahiro Sawada, Tadashi Isa, Yukio Nishimura
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 随意運動中の筋活動のオンライン制御に対する体性感覚フィードバックの寄与Contribution of somatosensory feedback to online control of muscle activity during voluntary control (2017)
  • 著者名/発表者名: 西原 陽子, 梅田 達也, 伊佐 正, Chao C Zenas , 西村 幸男
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 反復経頭蓋磁気刺激の大脳皮質局所神経活動への影響－皮質表面電位の記録による評価Impact of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on local neural activity evaluated by electrocorticogram (ECoG) recordings in monkeys. (2017)
  • 著者名/発表者名: 小川 顕太郎, 中村 晋也, 細川 貴之, 飯島 敏夫, 西村 幸男, 筒井 健一郎
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] How we can strengthen function of residual spinal circuit after spinal cord injury (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第32回日本脊髄外科学会
  • 国際学会
• [学会発表] 脊髄損傷後の運動機能回復における側坐核の因果的関与：霊長類側坐核損傷モデルを用いて (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木迪諒, 尾上嘉代, 澤田真寛, 村田弓, 肥後範行, 塚田秀夫, 伊佐正, 尾上浩隆, 西村幸男.
  • 学会等名: 第52回日本理学療法学術大会
• [学会発表] The nucleus accumbens plays an essential role for recovery of finger dexterity after spinal cord injury. (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Onoe K, Sawada M, Takahashi T, Murata Y, Higo N, Tsukada H, Isa T, Onoe H, Nishimura Y.
  • 学会等名: Sfn2017
  • 国際学会
• [学会発表] Changes in neural activity of the primary motor cortex induced by repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in monkeys - An ECoG study (2017)
  • 著者名/発表者名: K. OGAWA, S. NAKAMURA, T. HOSOKAWA, T. IIJIMA, Y. NISHIMURA, K.-I. TSUTSUI
  • 学会等名: Sfn2017
  • 国際学会
• [学会発表] 神経損傷に対する革新的なニューロリハビリテー ション"人工神経接続" (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第7回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、（兵庫県神戸市）
  • 招待講演
• [学会発表] Restoring Lost Sensory-Motor Function via Brain-Computer Interface. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nishimura
  • 学会等名: IBRO-APRC Associate School of Neuroscience
  • 発表場所: Phtisanulok, Thailand
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Function of the nucleus accumbens in motor control (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nishimura
  • 学会等名: 20th Thai Neuroscience Society
  • 発表場所: Phtisanulok, Thailand
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 人工神経接続による新規脳機能の付与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第10回モーターコントロール研究会シンポジウム2「脳のトレーナビリティ」
  • 発表場所: 慶応義塾大学、（神奈川県横浜市）
• [学会発表] Bridging brain via a computer interface (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: JAFoS討論会
  • 発表場所: 日本学術振興会,（東京都千代田区）
  • 招待講演
• [学会発表] 人工神経接続による機能再建 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第9回Symphony
  • 発表場所: ホテルメトロポリタンエドモント、（東京都千代田区）
  • 招待講演
• [学会発表] Rewiring of a damaged neural pathway induces targeted reorganization of an extensive cortical area (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nishimura
  • 学会等名: International Conference on Neurorehabilitation
  • 発表場所: Segovia, Spain
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Walk again! 人工神経接続による随意歩行機能再建 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第24回脊髄損傷理学療法研究会
  • 発表場所: 千葉リハビリテーションセンター、（千葉県千葉市）
  • 招待講演
• [学会発表] 人工神経接続による脊髄損傷患者の随意歩行機能再建に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第46回日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: ホテルハマツ、（福島県郡山市）
  • 招待講演
• [学会発表] 双方向性Brain Computer Interfaceによる損傷神経経路の再結合 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会 第75回総会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・福岡サンパレス・マリンメッセ、（福岡県福岡市）
  • 招待講演
• [学会発表] 身体運動制御に対する中脳辺縁系-皮質運動野間ネットワークの因果律 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第109回近畿生理学懇話会
  • 発表場所: 大阪市立大学（大阪府大阪市）
  • 招待講演
• [学会発表] 人工神経接続による革新的な脊髄機能再建法の提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第22回スパインフロンティア
  • 発表場所: 幕張メッセ、（千葉県千葉市）
  • 招待講演
• [学会発表] 脊髄への磁気刺激による革新的ニューロリハビリテーション法の提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第30回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール、（北海道旭川市）
• [学会発表] 脊髄損傷からの機能回復戦略 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 生理学研究所・和漢医薬学総合研究所研究会最先端生理学と和漢医薬学との融合
  • 発表場所: 生理学研究所、（愛知県岡崎市）
• [学会発表] 人工神経接続による運動・体性感覚の双方向機能再建に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第18回日本ヒト脳機能マッピング学会
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス船井哲良記念講堂、（京都府京都市）
• [学会発表] 中脳辺縁系による運動制御の神経基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 共同利用研究会「霊長類脳科学の新しい展開とゲノム科学との融合」
  • 発表場所: 霊長類研究所、（愛知県犬山市）
• [学会発表] モチベーションで制御される運動パフォーマンスの神経基盤 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター 、（北海道札幌市）
• [学会発表] 脊髄損傷患者に対する革新的な随意運動機能再建法の提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第38回福島脊椎脊髄疾患研究会
  • 発表場所: 福島県立医科大学,(福島県福島市）
  • 招待講演
• [学会発表] Neural interfaceによる損傷神経の人工神経接続 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第５４回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 招待講演
• [学会発表] 心と身体を繋ぐ神経基盤 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第147回スポーツサイエンス研究会
  • 発表場所: 早稲田大学所沢キャンパス（埼玉県所沢市）
• [学会発表] 神経活動依存的刺激を活用した脊髄損傷治療 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第５２回日本リハビリテーション医学会学術集会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 招待講演
• [学会発表] コンピューターインターフェイスを介した損傷神経の人工神経接続 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 所内セミナー
  • 発表場所: 近畿大学(大阪府大阪狭山市)
• [学会発表] Rewiring the damaged neural pathways via a computer interface (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukio Nishimura
  • 学会等名: OCNC2015 Program
  • 発表場所: OIST、（沖縄県国頭郡）
  • 招待講演
• [学会発表] 中脳辺縁系による運動制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第30回日本大脳基底核研究会（JBAGS30）
  • 発表場所: 名鉄犬山ホテル (愛知県犬山市)
• [学会発表] Neural Interfaceによる人工神経接続（Rewiring the damaged neural pathway via a neural interface） (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 所内セミナー
  • 発表場所: 京都大学iPS細胞研究所(京都府京都市左京区)
  • 招待講演
• [学会発表] Rewiring the interrupted neural pathways via a computer interface (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: the Frontiers in the Interdisciplinary Neuroscience and Technology 2015 (FINT 2015)
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Restring walking ability in individuals in severe spinal cord injury via a closed-loop spinal stimulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishimura* Y. Nakao S. Sasada, K. Kato, T. Murayama, S. Kadowaki, S. Yoshida, M. Iizuka, T. Komiyama
  • 学会等名: Engineering the Brain:Techonologies for Neurobiological Applications
  • 発表場所: The Drake Hotel,Chicago
  • 国際学会
• [学会発表] Restoring walking ability in individuals with severe spinal cord injury using a closed-llop spinal magnetic stimulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Yaoki Nakao S.Sasada, K.kato, T.Murayama,S.Kadowaki, S.Yoshida, M.Iizuka,T.Komiyama, Y.Ugawa,Y.Nishimura
  • 学会等名: Sfn2015
  • 発表場所: McCormick Place,Chicago
  • 国際学会
• [学会発表] Deep brain stimulation of the mesolimbic system induces cortical responses in limbic and sensorimotor areas in monkeys (2015)
  • 著者名/発表者名: M.SUZUKI, T.ISA, Y.NISHIMURA
  • 学会等名: Sfn2015
  • 発表場所: McCormick Place,Chicago
  • 国際学会
• [学会発表] 人工神経接続による機能再建 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第2回脳神経外科BMI懇話会
  • 発表場所: 東京大学医学部教育研究棟鉄門記念講堂、（東京都文京区）
• [学会発表] 人工神経接続による機能再建 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村幸男
  • 学会等名: 第９６回ロボット工学セミナー
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス、（愛知県名古屋市）
• [学会発表] Rewiring the damaged pathways via a neural interface (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishimura
  • 学会等名: 16thInternational Symposium on Neural Regeneration
  • 発表場所: The Asilomar Conference Center in Pacific Grove, California
  • 国際学会 / 招待講演