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上・下肢協調運動の神経基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J09559
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)
研究機関東京大学
特別研究員 中川 剣人  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(PD)
研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード脊髄反射 / 運動誘発電位 / 上下肢 / 肢間交互作用 / 協調運動 / fMRI / 非侵襲的神経刺激 / 補足運動野 / 運動錯覚
研究実績の概要

先行研究において、足関節の周期運動中に、その動作の局面に対応して、手足が同じ方向に動かしやすくなるように手関節筋の皮質脊髄路の興奮性が変調することが知られている。この現象は、上述の手足が協調して動くときに同調しやすい現象の神経基盤の一端と考えられている。しかしながら、手関節周期運動が足関節筋を支配する神経活動を動作局面依存的に変調させるかどうかは不明であるため、この点を検討する実験を行った。実験では、健常者を対象に、経頭蓋的磁気刺激による運動誘発電位(MEP)、および経皮的脊髄電気刺激による脊髄反射をそれぞれ足関節背屈・底屈筋、足指屈曲筋、膝関節伸展・屈曲筋から記録した。運動課題は、手関節伸展・屈曲の周期運動であった。伸展局面および屈曲局面においてランダムタイミングでMEPおよび脊髄反射を記録した。その結果、いずれの筋においてもMEPおよび脊髄反射の手関節動作局面に対応した変調は見られなかった。上記の足関節周期運動中の手関節筋皮質脊髄路の変動を捉えた研究結果と合わせて考えると、手関節と足関節間の動作周期依存的な相互作用は、下肢から上肢においては影響があり、上下肢の同調が促進されるが、その逆はない可能性が示唆される。

また、別実験において、上肢の等尺性の筋収縮のイメージが下肢筋の脊髄反射に及ぼす影響についても検討する実験を行い、同側のヒラメ筋、前脛骨筋、腓腹筋においては安静時よりも脊髄反射の振幅が増加し、短趾屈筋、大腿直筋、対側ヒラメ筋においては変調がみられなかった。このことは、手関節筋伸展の運動イメージによって変調する脊髄反射興奮性は、同側の下腿筋のみであり、筋特異的な変調であることを示している。この実験結果については、Neuroscience Letters誌に掲載済みである。

現在までの達成度 (段落)

平成29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

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Influence of motor imagery on spinal reflex excitability of multiple muscles2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Kento、Masugi Yohei、Saito Akira、Obata Hiroki、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 668 ページ: 55-59

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.01.015

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of salient points in movements on the constraints in bimanual coordination2018

    • 著者名/発表者名
      Zheng Y., Muraoka T., Nakagawa K., Kato K., Kanosue K.
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1461-1470

    • DOI

      10.1007/s00221-018-5236-0

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in activity in the supplementary motor area depending on limb combination of hand-foot coordinated movements2016

    • 著者名/発表者名
      Kento Nakagawa, Saeko Kawashima, Nobuaki Mizuguchi, Kazuyuki Kanosue
    • 雑誌名

      Frontiers Human Neuroscience

      巻: Oct 4 ページ: 499-499

    • DOI

      10.3389/fnhum.2016.00499

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Muscle relaxation of the foot reduces corticospinal excitability of hand muscles and enhances intracortical inhibition2016

    • 著者名/発表者名
      Kouki Kato, Tetsuro Muraoka, Nobuaki Mizuguchi, Kento Nakagawa, Hiroki Nakata, Kazuyuki Kanosue
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 10 ページ: 218-218

    • DOI

      10.3389/fnhum.2016.00218

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interlimb coordination from a psychological perspective2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Muraoka, Kento Nakagawa, Kouki Kato, Qi Weihuang, Kazuyuki Kanosue
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      巻: 5 号: 5 ページ: 349-359

    • DOI

      10.7600/jpfsm.5.349

    • NAID

      130005279680

    • ISSN
      2186-8123, 2186-8131
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Corticospinal excitability modulation in resting digit muscles during cyclical movement of the digits of the ipsilateral limb2015

    • 著者名/発表者名
      Muraoka, M. Sakamoto, N. Mizuguchi, K. Nakagawa, and K. Kanosue
    • 雑誌名

      Frontiers Human Neurosc

      巻: 9 ページ: 607-607

    • DOI

      10.3389/fnhum.2015.00607

    • 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
  • [学会発表] 運動イメージが下肢複数筋の脊髄反射興奮性に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      中川剣人、一寸木洋平、齋藤輝、中澤公孝
    • 学会等名
      第72回 日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 静磁場刺激による脊髄神経回路興奮性の変調2016

    • 著者名/発表者名
      中川剣人, 中澤公孝
    • 学会等名
      Motor Control 研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The effect of trans-spinal static magnetic field stimulation on the corticospinal excitability of upper limb muscles2016

    • 著者名/発表者名
      Kento Nakagawa, Kimitaka Nakazawa
    • 学会等名
      Neuroscience 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modulation of corticospinal excitability of wrist muscles depending on the phase of cyclic illusory movement of the contralateral limb2015

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K, Umesawa Y, Weihuang Q, Nakazawa K, Fujie M, Fujimoto H, Kanosue K.
    • 学会等名
      Neuroscience 2015
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二肢協調運動の制御機構の検討2015

    • 著者名/発表者名
      中川剣人
    • 学会等名
      第29回ヒトの随意運動制御研究会
    • 発表場所
      日本体育大学、東京都世田谷区
    • 年月日
      2015-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Neuroscience 20152015

    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-12-25  

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