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運動学習および感覚学習過程における皮質内抑制回路の役割

研究課題

研究課題/領域番号 16H03207
研究種目

基盤研究(B)

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
研究機関新潟医療福祉大学

研究代表者

大西 秀明  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (90339953)

研究分担者 田巻 弘之  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (40253926)
佐藤 大輔  新潟医療福祉大学, 健康科学部, 教授 (60544393)
山代 幸哉  新潟医療福祉大学, 健康科学部, 准教授 (20570782)
大鶴 直史  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 講師 (50586542)
桐本 光  広島大学, 医歯薬保健学研究科(保), 教授 (40406260)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード脳磁図 / 体性感覚 / 経頭蓋磁気刺激 / 一次運動野 / 一次体性感覚野 / 二連発抑制 / 知覚学習 / 皮質内抑制 / 運動学習 / 感覚学習 / 運動後抑制 / 体性感覚刺激 / 体性感覚誘発磁界
研究成果の概要

本研究では運動学習過程および感覚学習過程における一次運動野(M1)および一次体性感覚野(S1)の興奮性・抑制性の振る舞いを明らかにすることを目的として,脳磁図や経頭蓋磁気刺激を駆使して複数の実験を行った.まず,S1抑制機能を反映する末梢神経二連発刺激による皮質抑制率(PPD)の被験者間のバラツキ度合いと再現性を確認し,次に電気刺激および機械的触覚刺激による介入がS1・M1興奮性・抑制性に及ぼす影響と感覚機能および運動機能に及ぼす影響を明らかにした.加えて,他動運動刺激がM1およびS1興奮性に及ぼす影響と皮質内抑制機能に及ぼす影響も明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

皮膚を擦るような刺激を20分間与えることにより一次運動野(M1)の興奮性を増大させるとともに,運動遂行能力が促進されることが判明した.また,電気刺激を高強度で皮膚に与えることにより,一次体性感覚野(S1)の抑制機能が減弱するとともに,感覚機能が一時的に向上することが明かになった.加えて,反復的な他動運動によりM1興奮性が減弱するが,他動運動肢に注意を向けるとM1興奮性が増大することが明らかになった.これらの結果は,運動機能および感覚機能を改善させるためのリハビリテーションに応用できるものである.

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 19件、 オープンアクセス 14件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Gamma tACS over M1 and cerebellar hemisphere improves motor performance in a phase-specific manner2019

    • 著者名/発表者名
      Miyaguchi Shota、Otsuru Naofumi、Kojima Sho、Yokota Hirotake、Saito Kei、Inukai Yasuto、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 694 ページ: 64-68

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.11.015

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Reciprocal Ia Inhibition on Contraction Intensity of Co-contraction2019

    • 著者名/発表者名
      Hirabayashi Ryo、Edama Mutsuaki、Kojima Sho、Nakamura Masatoshi、Ito Wataru、Nakamura Emi、Kikumoto Takanori、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 12 ページ: 527-527

    • DOI

      10.3389/fnhum.2018.00527

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Repetitive Passive Movement Modulates Corticospinal Excitability: Effect of Movement and Rest Cycles and Subject Attention2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuiki Shota、Sasaki Ryoki、Pham Manh Van、Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Saito Kei、Inukai Yasuto、Otsuru Naofumi、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2019.00038

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effect of combined transcranial direct current stimulation and peripheral nerve electrical stimulation on corticospinal excitability2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuiki Shota、Sasaki Ryoki、Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Saito Kei、Inukai Yasuto、Masaki Mitsuhiro、Otsuru Naofumi、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 3 ページ: e0214592-e0214592

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0214592

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cortical excitability following passive movement2018

    • 著者名/発表者名
      Onishi H
    • 雑誌名

      Physical Therapy Research

      巻: 21 号: 2 ページ: 23-32

    • DOI

      10.1298/ptr.R0001

    • NAID

      130007536862

    • ISSN
      2189-8448
    • 年月日
      2018-12-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variability and Reliability of Paired-Pulse Depression and Cortical Oscillation Induced by Median Nerve Stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      Onishi Hideaki、Otsuru Naofumi、Kojima Sho、Miyaguchi Shota、Saito Kei、Inukai Yasuto、Yamashiro Koya、Sato Daisuke、Tamaki Hiroyuki、Shirozu Hiroshi、Kameyama Shigeki
    • 雑誌名

      Brain Topography

      巻: 31 号: 5 ページ: 780-794

    • DOI

      10.1007/s10548-018-0648-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inhibitory Mechanisms in Primary Somatosensory Cortex Mediate the Effects of Peripheral Electrical Stimulation on Tactile Spatial Discrimination2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Kei、Otsuru Naofumi、Inukai Yasuto、Kojima Sho、Miyaguchi Shota、Tsuiki Shota、Sasaki Ryoki、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 384 ページ: 262-274

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2018.05.032

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcranial Alternating Current Stimulation With Gamma Oscillations Over the Primary Motor Cortex and Cerebellar Hemisphere Improved Visuomotor Performance2018

    • 著者名/発表者名
      Miyaguchi Shota、Otsuru Naofumi、Kojima Sho、Saito Kei、Inukai Yasuto、Masaki Mitsuhiro、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 12 ページ: 132-132

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2018.00132

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of noisy galvanic vestibular stimulation in community-dwelling elderly people: a randomised controlled trial2018

    • 著者名/発表者名
      Inukai Yasuto、Masaki Mitsuhiro、Otsuru Naofumi、Saito Kei、Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

      巻: 15 号: 1

    • DOI

      10.1186/s12984-018-0407-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Somatosensory Inputs Induced by Passive Movement Facilitate Primary Motor Cortex Excitability Depending on the Interstimulus Interval, Movement Velocity, and Joint Angle2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Ryoki、Tsuiki Shota、Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Saito Kei、Inukai Yasuto、Otsuru Naofumi、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 386 ページ: 194-204

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2018.06.042

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Repetitive Passive Finger Movement Modulates Primary Somatosensory Cortex Excitability2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Ryoki、Tsuiki Shota、Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Saito Kei、Inukai Yasuto、Otsuru Naofumi、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 12

    • DOI

      10.3389/fnhum.2018.00332

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Corticospinal excitability following repetitive voluntary movement2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Natsumi、Miyao Ryunosuke、Tsuiki Shota、Sasaki Ryoki、Miyaguchi Shota、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Neuroscience

      巻: 57 ページ: 93-98

    • DOI

      10.1016/j.jocn.2018.08.026

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of Corticospinal Excitability Depends on the Pattern of Mechanical Tactile Stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      Kojima Sho、Onishi Hideaki、Miyaguchi Shota、Kotan Shinichi、Sasaki Ryoki、Nakagawa Masaki、Kirimoto Hikari、Tamaki Hiroyuki
    • 雑誌名

      Neural Plasticity

      巻: 2018 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1155/2018/5383514

    • 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
  • [雑誌論文] Modulation of short-latency afferent inhibition and short-interval intracortical inhibition by test stimulus intensity and motor-evoked potential amplitude2017

    • 著者名/発表者名
      Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Sasaki Ryoki、Tamaki Hiroyuki、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      NeuroReport

      巻: 28 号: 18 ページ: 1202-1207

    • DOI

      10.1097/wnr.0000000000000896

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Post-exercise cortical depression following repetitive passive finger movement2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Ryohei、Sasaki Ryoki、Tsuiki Shota、Kojima Sho、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 656 ページ: 89-93

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2017.07.030

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of primary motor cortex excitability by repetitive passive finger movement frequency2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Ryoki、Nakagawa Masaki、Tsuiki Shota、Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Saito Kei、Inukai Yasuto、Masaki Mitsuhiro、Otsuru Naofumi、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 357 ページ: 232-240

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2017.06.009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Passive Finger Movement on Cortical Excitability2017

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Masaki、Sasaki Ryoki、Tsuiki Shota、Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Saito Kei、Inukai Yasuto、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 11 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fnhum.2017.00216

    • 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
  • [雑誌論文] Presence and Absence of Muscle Contraction Elicited by Peripheral Nerve Electrical Stimulation Differentially Modulate Primary Motor Cortex Excitability2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Ryoki、Kotan Shinichi、Nakagawa Masaki、Miyaguchi Shota、Kojima Sho、Saito Kei、Inukai Yasuto、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 11 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fnhum.2017.00146

    • 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
  • [雑誌論文] Decrease in short-latency afferent inhibition during corticomotor post-exercise depression following repetitive finger movement2017

    • 著者名/発表者名
      Shota Miyaguchi, Sho Kojima, Ryoki Sasaki, Shinichi Kotan, Hikari Kirimoto, Hiroyuki Tamaki, Hideaki Onishi
    • 雑誌名

      Brain and Behavior

      巻: in press

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 一次運動野における皮質内抑制指標の被験者間のバラツキ2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木亮樹,立木翔太,宮口翔太,小島翔,齊藤慧,犬飼康人,大鶴直史,長岡輝之,山崎一徳,大西秀明
    • 学会等名
      第48回日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 一次運動野における皮質内抑制指標の被験者内の再現性と各皮質内抑制指標間の関連性2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木亮樹,立木翔太,宮口翔太,小島翔,齊藤慧,犬飼康人,大鶴直史,長岡輝之,山崎一徳,大西秀明.
    • 学会等名
      第23回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Influence of passive finger movement with and without duty cycle on corticospinal excitability2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuiki S, Sasaki R, Miyaguchi S, Kojima S, Saito K, Inukai Y, Masaki M, Otsuru N, Onishi H
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of hand position in external space on the integration of bilateral tactile stimulation in the primary somatosensory cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuru N, Kojima S, Miyaguchi S, Sasaki R, Tsuiki S, Saito K, Inukai Y, Masaki M, Yamashiro K, Shirozu H, Kameyama S, Onishi H
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 体性感覚誘発磁界と刺激前皮質活動との関係2017

    • 著者名/発表者名
      大西秀明,大鶴直史,小島翔,宮口翔太,白水洋史,亀山茂樹
    • 学会等名
      第47回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 反復的他動運動が皮質内抑制回路に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木亮樹,中川昌樹,立木翔太,宮口翔太,小島翔,齊藤慧,犬飼康人,正木光裕,大鶴直史,大西秀明
    • 学会等名
      第52回_日本理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 機械的触覚刺激が手指運動機能と皮質脊髄路興奮性に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      小島 翔,宮口翔太,立木翔太,齊藤 慧,犬飼康人,正木光裕,大鶴直史,大西秀明
    • 学会等名
      第47回日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 機械的触覚刺激による刺激方法の違いが皮質脊髄路の興奮性に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      小島 翔, 大西 秀明, 宮口 翔太, 佐々木 亮樹, 中川 昌樹, 立木 翔太, 桐本 光, 田巻 弘之
    • 学会等名
      第46回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 反復的他動運動の運動頻度の違いが体性感覚誘発電位に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木亮樹,中川昌樹,立木翔太,宮口翔太,小島翔,犬飼康人,齊藤慧,大西秀明
    • 学会等名
      第46回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 他動運動時の関節角度および運動方向の違いが運動誘発電位に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      中川 昌樹,佐々木亮樹,立木 翔太,宮口 翔太,小島 翔,犬飼 康人,齊藤 慧,大西 秀明
    • 学会等名
      第46回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 経頭蓋陰極直流電流刺激と末梢神経電気刺激の組み合わせが皮質脊髄路の興奮性に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      立木翔太,佐々木亮樹,中川昌樹,宮口翔太,小島翔,齊藤慧,犬飼康人,大西秀明
    • 学会等名
      第46回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      福島
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 軽負荷反復運動課題によるPost exercise depression期間中の皮質内抑制回路の変化2016

    • 著者名/発表者名
      宮口翔太,小島 翔,小丹晋一,中川晶樹,佐々木亮樹,田巻弘之,大西秀明
    • 学会等名
      第51回日本理学療法学術大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 末梢神経電気刺激による筋収縮の有無が体性感覚誘発電位に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木亮樹,中川昌樹,立木翔太,宮口翔太,小島翔,齊藤慧,犬飼康人,正木光裕,大鶴直史,大西秀明
    • 学会等名
      第17回日本電気生理運動学会学術大会
    • 発表場所
      新潟
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] リハビリテーション神経科学2019

    • 著者名/発表者名
      大西秀明,他
    • 総ページ数
      355
    • 出版者
      メジカルビュー
    • ISBN
      9784758319379
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 新潟医療福祉大学運動機能医科学研究所

    • URL

      http://www.ihmms.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 新潟医療福祉大学SHAINプロジェクト

    • URL

      https://www.nuhw.ac.jp/shain/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 運動機能医科学研究所

    • URL

      http://www.ihmms.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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