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簡便かつ非侵襲的な神経活動修飾による運動機能改善の試み

研究課題

研究課題/領域番号 17K13112
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 身体教育学
研究機関早稲田大学 (2019-2021)
東京大学 (2017-2018)

研究代表者

中川 剣人  早稲田大学, スポーツ科学学術院, 講師(任期付) (80735457)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード静磁場刺激 / 筋腹刺激 / リハビリテーション / H反射 / 運動単位 / 運動前野 / MRI / 神経活動修飾 / motor variability / 力発揮のばらつき / TMS / 脊髄運動ニューロン / 一次運動野 / 静磁場 / 力調節 / 脊髄 / 反射
研究成果の概要

本研究では、ニューロリハビリテーションへの応用を見据え、非侵襲的でかつ容易に行うことのできる神経機能修飾法の開発を目指し、1)静磁場刺激の中枢神経系機能変調効果、運動機能変調効果、2)筋腹電気刺激のメカニズムを検討した。その結果、瞬間的力発揮調節機能が一次運動野への静磁場刺激によって低下したが、運動前野への静磁場刺激では効果が見られなかった。また、筋腹への電気刺激はIa感覚神経よりも主に脊髄運動ニューロンを効率的かつ選択的に刺激すること、サイズの原理とは逆パターンで運動単位を動員する可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脊髄損傷などの運動機能障害に対するニューロリハビリテーション手法は、多くの臨床現場で実施できるよう、簡便かつ低価格なものが求められる。本研究で用いた静磁場刺激や筋腹への電気刺激は、高価な機材を必要としないため、幅広い臨床現場で用いられることが期待される。本研究では静磁場刺激が運動機能に影響を及ぼすことを世界で初めて実証した。プロトコルを更に検討していけばリハビリ現場にも容易に用いることができるであろう。筋腹電気刺激については、既にリハビリに用いられている手法であるが、今回そのメカニズムの一端が解明されたため、エビデンスをもってリハビリ応用が期待される。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 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

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Development of a Coaching System for Functional Electrical Stimulation Rowing: A Feasibility Study in Able-Bodied Individuals2022

    • 著者名/発表者名
      Tajali Shirin、Fok Kai Lon、Theventhiran Pirashanth、Ye Gongkai、Yokoyama Hikaru、Nakagawa Kento、Masani Kei
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 号: 5 ページ: 1813-1813

    • DOI

      10.3390/s22051813

    • 関連する報告書
      2021 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] Intra-limb modulations of posterior root-muscle reflexes evoked from the lower-limb muscles during isometric voluntary contractions2021

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

      Experimental Brain Research

      巻: 239 号: 10 ページ: 3035-3043

    • DOI

      10.1007/s00221-021-06187-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determinants of Neural Plastic Changes Induced by Motor Practice2021

    • 著者名/発表者名
      Dai Wen、Nakagawa Kento、Nakajima Tsuyoshi、Kanosue Kazuyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 15 ページ: 613867-613867

    • DOI

      10.3389/fnhum.2021.613867

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inter-muscle differences in modulation of motor evoked potentials and posterior root-muscle reflexes evoked from lower-limb muscles during agonist and antagonist muscle contractions2020

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

      Experimental Brain Research

      巻: 239 号: 2 ページ: 463-474

    • DOI

      10.1007/s00221-020-05973-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Motor point stimulation primarily activates motor nerve2020

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Kento、Bergquist Austin J.、Yamashita Taro、Yoshida Takashi、Masani Kei
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 736 ページ: 135246-135246

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2020.135246

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Motor Point Stimulation in Spinal Paired Associative Stimulation can Facilitate Spinal Cord Excitability2020

    • 著者名/発表者名
      Fok Kai Lon、Kaneko Naotsugu、Sasaki Atsushi、Nakagawa Kento、Nakazawa Kimitaka、Masani Kei
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 14 ページ: 593806-593806

    • DOI

      10.3389/fnhum.2020.593806

    • 関連する報告書
      2020 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] Cortical reorganization of lower-limb motor representations in an elite archery athlete with congenital amputation of both arms2020

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K, Takemi M, Nakanishi T, Sasaki A, Nakazawa K.
    • 雑誌名

      NeuroImage: Clinical

      巻: 25 ページ: 102144-102144

    • DOI

      10.1016/j.nicl.2019.102144

    • 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] Remarkable hand grip steadiness in individuals with complete spinal cord injury2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi T, Kobayashi H, Obata H, Nakagawa K, Nakazawa K.
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 237 号: 12 ページ: 3175-3183

    • DOI

      10.1007/s00221-019-05656-2

    • 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
  • [雑誌論文] Functional plasticity of the ipsilateral primary sensorimotor cortex in an elite long jumper with below-knee amputation2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuguchi N*, Nakagawa K*, Tazawa Y, Kanosue K, Nakazawa K. (* Equal contribution)
    • 雑誌名

      NeuroImage: Clinical

      巻: 23 ページ: 101847-101847

    • DOI

      10.1016/j.nicl.2019.101847

    • 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
  • [雑誌論文] Accuracy in Pinch Force Control Can Be Altered by Static Magnetic Field Stimulation Over the Primary Motor Cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K, Sasaki A, Nakazawa K.
    • 雑誌名

      Neuromodulation

      巻: in press 号: 8 ページ: 12912-12912

    • DOI

      10.1111/ner.12912

    • 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] Repeatability of spinal reflexes of lower limb muscles evoked by transcutaneous spinal cord stimulation2019

    • 著者名/発表者名
      Saito A, Masugi Y, Nakagawa K, Obata H, Nakazawa K.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 14 号: 4 ページ: e0214818-e0214818

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0214818

    • NAID

      120006800703

    • 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] Static magnetic field stimulation applied over the cervical spinal cord can decrease corticospinal excitability in finger muscle2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K., Nakazawa K.
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology Practice

      巻: 3 ページ: 49-53

    • DOI

      10.1016/j.cnp.2018.02.001

    • 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
  • [学会発表] Different motor unit recruitment pattern between peripheral nerve stimulation and motor point stimulation.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K, Fok KL, Masani K.
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of transcranial static magnetic field stimulation over primary motor cortex on pinching force control2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K, Nakazawa K
    • 学会等名
      Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of SMS on motor function and spinal neural circuit excitability2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K.
    • 学会等名
      The 1st International Workshop for Static Magnetic Stimulation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-12-25  

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