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予測制御とフィードバック制御の評価に基づいた高齢者の運動機能ナビゲーターシステム

研究課題

研究課題/領域番号 17K01496
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 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関公立小松大学 (2018-2020)
公益財団法人東京都医学総合研究所 (2017)

研究代表者

李 鍾昊  公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (40425682)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード老年学 / 予測制御とフィードバック制御
研究成果の概要

予測制御とフィードバック制御の評価に基づいて高齢者の上肢の運動制御能力の変化を運動制御の観点から定量的に把握できる「高齢者の運動機能ナビゲーターシステム」を構築した。そして、20歳代の若者から70歳代の高齢者までを対象に「加齢に伴う脳の運動制御メカニズムの変化」を評価した結果、中年の年齢から予測制御が悪くなり、さらに高齢の年齢になるとパーキンソン病の症状であるmicrosteps成分が顕著に増加していることが確認できた。これらの結果は、我々の構築した「高齢者の運動機能ナビゲーターシステム」を用いて「加齢に伴い小脳の予測制御の低下や大脳基底核の機能低下」を定量的に分析できることを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々の研究は、人間の運動制御メカニズムに対して「人間の運動は予測制御とフィードバック制御によって行われるし、加齢と共にこの2つの運動制御器の精度や割合が変わって行く」ことを実験的に検証したことに学術的な意義がある。また、我々の研究から構築したデータベースに基づいて高齢者に対する運動機能障害の早期発見や神経疾患の予備群を特定できるシステムとして社会に貢献できると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 10件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Handong Global University(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Handong Global University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Handong University/Korea University Graduate School/Chosun University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The Cerebro-Cerebellum as a Locus of Forward Model: A Review2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Hirokazu、Ishikawa Takahiro、Lee Jongho、Kakei Shinji
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 14 ページ: 511301-511301

    • DOI

      10.3389/fnsys.2020.00019

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic Modulation of a Learned Motor Skill for Its Recruitment2020

    • 著者名/発表者名
      Min Kyuengbo、Lee Jongho、Kakei Shinji
    • 雑誌名

      Frontiers in Computational Neuroscience

      巻: 14 ページ: 457682-457682

    • DOI

      10.3389/fncom.2020.457682

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of Three-Dimensional Circular Tracking Movements Based on Temporo-Spatial Parameters in Polar Coordinates2020

    • 著者名/発表者名
      Woong Choi#, Jongho Lee#, Liang Li(#: Co-corresponding authors)
    • 雑誌名

      applied sciences

      巻: 10(2) 号: 2 ページ: 621-621

    • DOI

      10.3390/app10020621

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Contribution of the Cerebellum to Predictive Motor Control and Its Evaluation in Ataxic Patients2019

    • 著者名/発表者名
      1.Shinji Kakei, Jongho Lee, Hiroshi Mitoma, Hirokazu Tanaka, Mario U Manto, Christiane Susanne Hampe
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 13 ページ: 216-216

    • DOI

      10.3389/fnhum.2019.00216

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Muscle synergy analysis for stroke during two degrees of freedom reaching task on horizontal plane2019

    • 著者名/発表者名
      Hyeonseok Kim, Jongho Lee, Jaehyo Kim
    • 雑誌名

      International Journal of Precision Engineering and Manufacturing

      巻: 2019 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s12541-019-00251-5

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characteristic of motor control in three-dimensional circular tracking movements during monocular vision2019

    • 著者名/発表者名
      Woong Choi, Liang Li, Jongho Lee
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2019 ページ: 3867138-3867138

    • DOI

      10.1155/2019/3867138

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Consensus Paper. Cerebellar Reserve: From Cerebellar Physiology to Cerebellar Disorders2019

    • 著者名/発表者名
      Mitoma H, Buffo A, Gelfo F, Guell X, Fucà E, Kakei S, Lee J, Manto M, Petrosini L, Shaikh AG, Schmahmann JD
    • 雑誌名

      Cerebellum

      巻: 19(1) 号: 1 ページ: 131-153

    • DOI

      10.1007/s12311-019-01091-9

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 腕運動の小脳制御―予測的制御への小脳の関与2019

    • 著者名/発表者名
      筧 慎治, 李 鍾昊, 石川享宏, 田中宏和
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 37(8) ページ: 965-968

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Physiological and morphological principles underpinning recruitment of the cerebellar reserve2018

    • 著者名/発表者名
      Kakei S, Ishikawa T, Lee J, Honda T, Hoffman DS.
    • 雑誌名

      CNS Neurol Disord Drug Targets

      巻: 17 号: 3 ページ: 184-192

    • DOI

      10.2174/1871527317666180315164429

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electromyogram refinement using muscle synergy based regulation of uncertain information2018

    • 著者名/発表者名
      Min K, Shin D, Lee J, Kakei S.
    • 雑誌名

      J. biomechanics

      巻: 72 ページ: 125-133

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2018.03.020

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electromyography-signal-based muscle fatigue assessment for knee rehabilitation monitoring systems2018

    • 著者名/発表者名
      Jongho Lee¶, Hyeonseok Kim¶ and Jaehyo Kim(¶:equally contributed co-first)
    • 雑誌名

      Biomedical Engineering Letters

      巻: 8(4) 号: 4 ページ: 345-353

    • DOI

      10.1007/s13534-018-0078-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a quantitative evaluation system for visuo-motor control in three-dimensional virtual reality space2018

    • 著者名/発表者名
      Jongho Lee¶, Woong Choi¶, Naoki Yanagihara, Liang Li, and Jaehyo Kim(¶:equally contributed co-first)
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8(1) 号: 1 ページ: 13439-13439

    • DOI

      10.1038/s41598-018-31758-y

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Motor control characteristics for circular tracking movements of human wrist2017

    • 著者名/発表者名
      Lee J¶, Kim J¶, Kakei S and Kim J.(¶:equally contributed co-first)
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 31 号: 1-2 ページ: 29-39

    • DOI

      10.1080/01691864.2016.1266121

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Establishment of a quantitative evaluation of wrist motor function recovery stages in stroke patients: Comparison with the Brunnstrom stages2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Matsumoto, Jongho Lee, Takatoshi Baba, Shinji Kakei, Yasuhiro Okada, Hiroshi Ando
    • 雑誌名

      Bulletin Of Health Sciences Kobe

      巻: 32 ページ: 45-54

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diverse coordinate frames on sensorimotor areas in visuomotor transformation2017

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Y, Lee J, Ishikawa T, Kakei S, Izawa J
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 7(1) 号: 1 ページ: 14950-14950

    • DOI

      10.1038/s41598-017-14579-3

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Age-related Decline in Control of Preprogramed Movement2017

    • 著者名/発表者名
      Shimoda N, Lee J, Kodama M, Kakei S, Masakado Y
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12(11) 号: 11 ページ: e0188657-e0188657

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0188657

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小脳の誤差補正2017

    • 著者名/発表者名
      筧 慎治, 石川享宏, 李 鍾昊, 三苫博
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 35(1) ページ: 55-59

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a novel system to make quantitative evaluation of motor function and clinical applications2021

    • 著者名/発表者名
      Jongho Lee
    • 学会等名
      2021 1st International Conference of the Brain Korea21 FOUR Interdisciplinary Program in IT-Bio Convergence System
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantitative Evaluation of Movement Disorder of the Wrist of Hemiplegic Patients with Cerebral Stroke during the Course of Rehabilitation2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Okada, Kenta Fujie, Shiho Suzuki, Tatsuji Morimoto, Kazuya Yoshida, Yuji Matsumoto, Yukihiro Okada, Jongho Lee, Shinji Kakei
    • 学会等名
      ISPRM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Depth Information for Visuo-Motor Control in Three-Dimensional Virtual Reality Space2019

    • 著者名/発表者名
      Jongho Lee, Woong Choi
    • 学会等名
      2019 The International Conference on Emotion and Sensibility (ICES 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 手首運動を利用した定量的運動機能評価システムの構築と臨床応用:高齢者に対するヘルスケアと医療支援ナビゲーターシステムへの活用2019

    • 著者名/発表者名
      Lee J
    • 学会等名
      専門家招待セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋活動と動きの同時計測による運動関連疾患の診断に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      李 鍾昊
    • 学会等名
      平成30年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳神経疾患の運動機能検査:上肢運動に対する定量化システムと評価方法2018

    • 著者名/発表者名
      Lee J
    • 学会等名
      平成30年度日本神経学会関東・甲信越地区生涯教育講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳の運動制御能力の分析による高齢者のヘルスケアと医療支援~現状報告と在宅医療への今後の展開~2018

    • 著者名/発表者名
      李 鍾昊
    • 学会等名
      第1回公立小松大学シーズ・ニーズマッチングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳神経疾患および脳卒中治療ナビゲーターシステムの構築について2017

    • 著者名/発表者名
      Lee J.
    • 学会等名
      群馬高専平成29年度電子情報工学科講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 定量的運動機能評価システムによる早産児の運動発達検査2017

    • 著者名/発表者名
      岡崎薫,近藤昌敏,李 鍾昊,筧 慎治
    • 学会等名
      第2回TMEDフォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantitative Evaluation of Smooth Pursuit Arm Movements on Kinect v2 Sensor2017

    • 著者名/発表者名
      Takeru Honda, Hirotaka Yoshida, Jongho Lee, Toshiyuki Kondo, Shinji Kakei
    • 学会等名
      Neuro2017(the 40st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Age effects on smooth pursuit arm movement2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida H, Honda T, Yozu A, Lee J, Kakei S, Kondo T
    • 学会等名
      Neuroscience 2017 (the Society’s 47th annual meeting)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and Ageing Effects on Smooth Pursuit Arm Movement2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida H, Honda T, Miyata S, Kumada S, Manabe M, Yozu A, Lee J, Kakei S, Kondo T
    • 学会等名
      5th Advances in Neuroinformatics (AINI) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantitative Evaluation of Motor Control in Smooth Pursuit Arm Movement on Kinect v2 Sensor2017

    • 著者名/発表者名
      Takeru Honda, Hirotaka Yoshida, Jongho Lee, Shinji Kakei
    • 学会等名
      5th Advances in Neuroinformatics (AINI) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 神経運動失調のみかた、考えかた-小脳と脊髄小脳変性症-「Ⅱ-12. 文字のトラッキング」2017

    • 著者名/発表者名
      筧 慎治, 李 鍾昊, 鏡原康裕, 本多武尊, 吉田大峰, 近藤敏之, 三苫 博
    • 総ページ数
      358
    • 出版者
      中外医学社
    • ISBN
      4498228901
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 公益財団法人東京都医学総合研究所 運動障害プロジェクト

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/motor-control/achievement.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 運動機能解析システム及びそのシステムの作動方法2018

    • 発明者名
      筧 慎治,李 鍾昊,織茂智之,稲葉 彰,岡田安弘
    • 権利者名
      公益財団法人東京都医学総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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