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運動学習早期段階における中枢メカニズムに関する運動神経生理学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K01597
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 身体教育学
研究機関広島大学

研究代表者

船瀬 広三  広島大学, 総合科学研究科, 教授 (40173512)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードスポーツ科学 / 経頭蓋磁気刺激 / 一次運動野 / 経頭蓋直流電気刺激 / 動作スキル学習 / 小脳抑制 / 運動パフォーマンス / タイミング制御 / 非侵襲的脳刺激 / 小脳 / 運動学習 / 経頭蓋直流刺激
研究成果の概要

一次運動野(M1)への経頭蓋直流電気刺激(tDCS)介入前後における筋出力調整課題の変化を検討した.運動誘発電位(MEP)振幅変化と課題成績変化間に有意な負相関が見られ,M1へのanodal tDCS介入によって課題成績が低下することが確認された.続いて,小脳tDCS介入前後における動的目標へのリーチング運動のタイミング制御課題に対する影響について検討した.anodal tDCS介入前後のCBIと動作開始時間に有意な負相関が認められた.Anodal tDCSの介入によって,小脳プルキンエ細胞の興奮性が高まり,M1に対する抑制入力が増大した結果,onsetの遅延が生じたものと考えられる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

運動スキル学習の効率化は,運動の苦手な人にとっても競技成績の向上を目指すアスリートにとっても重要な問題であり,運動制御に関わる中枢神経系機能が深く関与している.我々は,長期間の運動スキル練習が大脳皮質一次運動野(M1)の興奮性を高めること. また,新規運動学習においても学習早期段階に続く学習後期段階期間が長い(反復回数が多い)ほど,主働作筋支配のM1興奮性は増大し,その学習保持能力も高くなることを報告した.本研究課題では,運動学習早期段階の中枢メカニズムについて,経頭蓋直流刺激による小脳の興奮性操作介入が運動学習後のCBIに与える影響について調べることを目的とした.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6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) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Acquisition of motor memory determines the inter-individual variability of learning-induced plasticity in the primary motor cortex2018

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

      Journal of Applied Physiology

      巻: 125 号: 4 ページ: 990-998

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00470.2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The acquisition of skilled finger movements is accompanied by the reorganization of the corticospinal system2018

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

      Journal of Neurophysiology

      巻: 119 号: 2 ページ: 573-584

    • DOI

      10.1152/jn.00667.2017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between motor module and motor skill learning2017

    • 著者名/発表者名
      Hirano M, Funase K
    • 雑誌名

      Advances in Exercise and Sports Physiology

      巻: 23 ページ: 41-45

    • NAID

      40021404515

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between the changes in M1 excitability after motor learning and arousal state as assessed by short-latency afferent inhibition2017

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

      Behavioural Brain Research

      巻: 330 ページ: 56-62

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2017.05.037

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Different effects of implicit and explicit motor sequence learning on latency of motor evoked potential evoked by transcranial magnetic stimulation on the primary motor cortex2017

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

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: ー ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fnhum.2016.00671

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 視覚追従課題中の予期せぬ標的軌道外乱に対する修正反応について2017

    • 著者名/発表者名
      田中新也, 平野雅人, 窪田慎治, 小井詰喜希, 船瀬広三
    • 雑誌名

      日本運動生理学雑誌

      巻: 印刷中

    • NAID

      40021322407

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 新規手指動作獲得に伴う手指シナジーの再組織化2017

    • 著者名/発表者名
      平野雅人, 船瀬広三
    • 学会等名
      第11回 Motor Control 研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 覚醒度と short-latency afferent inhibition の関連性2017

    • 著者名/発表者名
      小井詰喜希, 平野雅人, 窪田慎治, 田中新也, 大高洋平, 船瀬広三
    • 学会等名
      第24回脳機能とリハビリテーション研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動スキルのフィードフォワード制御の獲得に伴い一次運動野に可塑的変化が生じる2017

    • 著者名/発表者名
      平野雅人, 船瀬広三
    • 学会等名
      第25回日本運動生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Changes in spinal reflex excitability associated with motor imagery training2016

    • 著者名/発表者名
      Kubota S, Hirano K, Tanabe S, Funase K
    • 学会等名
      Neuroscience 2016
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reorganization of modular architectures in the corticospinal neuromuscular system by implicit and explicit learning2016

    • 著者名/発表者名
      Hirano M, Kubota S, Koizume Y, Tanaka S, Furuya S, Funase K
    • 学会等名
      6th International Conference on Transcranial Brain Stimulation
    • 発表場所
      Gottingen, Germany
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 皮質脊髄路に表現される運動モジュールの運動学習に伴う再編成2016

    • 著者名/発表者名
      平野雅人, 窪田 慎治, 古屋晋一, 小井詰喜希, 田中新也, 船瀬広三
    • 学会等名
      第10回 Motor Control 研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 視覚追従課題中の予期せぬ外乱に対する修正反応について2016

    • 著者名/発表者名
      田中新也, 平野雅人, 船瀬広三
    • 学会等名
      第24回日本運動生理学会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県・熊本市)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 広島大学総合科学研究科身体運動科学研究領域運動神経生理学研究室

    • URL

      https://home.hiroshima-u.ac.jp/funase/index1.htm

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 広島大学総合科学研究科身体運動科学研究領域運動神経生理学研究室

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/funase/index1.htm

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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