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感性・意欲・情動系神経ネットワークを駆動する運動プライミングの神経基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H01810
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 感性情報学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

高島 一郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (90357351)

研究分担者 梶原 利一  明治大学, 理工学部, 専任准教授 (60356772)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード運動学習 / リハビリテーション / ドーパミン / アセチルコリン / ニューロモジュレーション / 感性脳科学 / 脳・神経
研究成果の概要

腹側被蓋野およびマイネルト基底核を電気刺激し、ドーパミンおよびアセチルコリン神経系の賦活化が運動学習機能に与える影響を解析した。ラダー歩行運動中の腹側被蓋野への電気刺激がステップ踏み外しを減少することや、パーキンソン病モデルの運動野皮質への経頭蓋直流電気刺激が左右前肢使用の非対称性を小さくすることなどが明らかになった。また、マイネルト基底核から前頭葉皮質へのトポグラフィカルな投射様式が存在することや、マイネルト基底核の後方部の賦活化が脳損傷後の感覚運動野の過活動を抑制する働きが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではドーパミンを脳内に放出する起始核の賦活化が歩行運動のパフォーマンス向上に寄与することや、脳損傷後の感覚異常をコリン神経核の賦活化により正常化できる可能性が示された。非侵襲的な介入手段である経頭蓋直流電気刺激に関しても、病態モデルで運動機能の改善効果が検証された。今回の研究では、報酬系の活性化など運動プライミングの背景で働く神経回路機能の一端を明らかにすることができ、今後のニューロリハビリテーション技術開発に応用し得る新しい知見を提供することができた。

報告書

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

    (24件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Evaluation of acute anodal direct current stimulation-induced effects on somatosensory-evoked responses in the rat2019

    • 著者名/発表者名
      Kunori Nobuo、Takashima Ichiro
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1720 ページ: 146318-146318

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2019.146318

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Implantable Cranial Window Using a Collagen Membrane for Chronic Voltage-Sensitive Dye Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Kunori Nobuo、Takashima Ichiro
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 10 号: 11 ページ: 789-789

    • DOI

      10.3390/mi10110789

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Focal brain lesions induced with ultraviolet irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Mariko Nakata, Kazuaki Nagasaka, Masayuki Shimoda, Ichiro Takashima, Shinya Yamamoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topographical projections from the nucleus basalis magnocellularis (Meynert) to the frontal cortex: A voltage-sensitive dye imaging study in rats2017

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kazuaki、Watanabe Yumiko、Takashima Ichiro
    • 雑誌名

      Brain Stimulation

      巻: 10 号: 5 ページ: 977-980

    • DOI

      10.1016/j.brs.2017.06.008

    • 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] Safety of anodal transcranial direct current stimulation with respect to blood-brain barrier permeability in the rat2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Y, Nik-Mohd-Afizan NAR, Takashima I
    • 雑誌名

      Current Neurobiology

      巻: 8 ページ: 34-39

    • 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
  • [学会発表] An implantable cranial window using a collagen membrane for chronic voltage-sensitive dye imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Kunori, Ichiro Takashima
    • 学会等名
      The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of transcranial direct current stimulation to M1 on subcortical neural activity2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Tamura, Nobuo Kunori, Ichiro Takashima
    • 学会等名
      The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Modulation of somatosensory evoked potential by cholinergic basal forebrain in rat2019

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Dezawa, Kazuaki Nagasaka, Yumiko Watanabe, Ichiro Takashima
    • 学会等名
      Neuro 2019, The 42th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] D-current related plasticity in the perirhinal-entorhinal network: a voltage-sensitive dye imaging in mouse brain slices2019

    • 著者名/発表者名
      Riichi Kajiwara, Yoko Tominaga, Takashi Tominaga
    • 学会等名
      Neuro 2019, The 42th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 前脳基底部刺激による感覚皮質神経応答の調節2019

    • 著者名/発表者名
      出澤、長坂、渡辺、高島
    • 学会等名
      第56回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hippocampal-prefrontal plasticity with transcranial direct current stimulation2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Watanabe, H.Takei, K.Nagasaka, I.Takashima
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 慢性疼痛を生み出す大脳皮質神経回路の膜電位イメージング解析2019

    • 著者名/発表者名
      兵藤、長坂、山田、岩崎、高島、梶原
    • 学会等名
      第14回日本感性工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 直流電気刺激が上肢感覚応答に与える影響の光学イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      九里、高島
    • 学会等名
      第25回脳機能とリハビリテーション研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ラットマイネルト核への連発電気刺激が誘発する前頭葉の神経活動解析2018

    • 著者名/発表者名
      出澤、長坂、渡辺、高島
    • 学会等名
      第25回脳機能とリハビリテーション研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] モチベーションの脳内機構による運動出力制御2018

    • 著者名/発表者名
      九里、梶原、高島
    • 学会等名
      第8回日本情動学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The effect of the cortical DC stimulation on the sensory responses in the S1 and M2 of the rats2018

    • 著者名/発表者名
      九里、高島
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stimulation of basal forebrain modulates somatosensory evoked potential in rat dorsal frontal cortex2018

    • 著者名/発表者名
      出澤、長坂、渡辺、高島
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of brain temperature on cortical evoked potentials2018

    • 著者名/発表者名
      後藤、長坂、高島、山本
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of the cortical DC stimulation on the sensory responses in the rats2018

    • 著者名/発表者名
      九里、高島
    • 学会等名
      SICEライフエンジニアリング部門シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Real-time electrochemical monitoring of lactic-acid released from an in vitro mouse brain slice preparation2018

    • 著者名/発表者名
      M.Izzat, I.Takashima, H.Kudo, R.Kajiwara
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The modulation of the sensory responses of rat S1 by cortical direct current stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      Kunori N, Takashima I
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ラットマイネルト基底核への電気刺激が誘発する前頭皮質神経活動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺、出澤、長坂、高島
    • 学会等名
      Symposium on Human Informatics (SHI) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 経頭蓋電気刺激による神経可塑性の変化2017

    • 著者名/発表者名
      武井、渡辺、高島
    • 学会等名
      第32回生体・生理工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of neural responses in rat frontal cortex evoked by single or burst stimulation of the nucleus basalis of Meynert2017

    • 著者名/発表者名
      Dezawa S, Nagasaka K, Watanabe Y, Takashima I
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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