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呼吸が中枢神経系の情報処理に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 19K11350
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関東邦大学 (2023)
青森県立保健大学 (2019-2022)

研究代表者

尾崎 勇  東邦大学, 医学部, 研究員 (90241463)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード呼吸リズム / 脳波 / コヒーレンス / 神経インパルス / 体性感覚 / 安静時脳波 / 呼気二酸化炭素レベル / 脳のリズム / 呼吸相 / 呼吸様式 / 体性感覚情報処理 / 痛覚 / 活動電位 / 磁場計測 / 触覚 / 運動
研究開始時の研究の概要

本研究では,ヒトの律動的な脳活動が内在的なデフォルト・モード・ネットワークをも含めて,呼吸リズムによって何らかの影響を受けているではないかという仮説を検証するために,呼吸相や呼吸様式の違いが中枢での触覚や痛覚などの体性感覚情報処理あるいは運動機能に及ぼす影響をヒトで非侵襲的に捉えて解析するものである。

研究成果の概要

正常被験者において呼吸リズムと安静時の自発脳波との周波数解析を行い,呼吸リズムが安定していた被験者において呼吸リズムと頭皮上広範囲の自然脳波との間に高いコヒーレンスを見いだした。これは齧歯類の動物実験の結果及び深部電極を用いたヒト大脳皮質脳波の結果と合致していて,呼吸リズムが海馬活動のみならず体性感覚皮質や前頭葉皮質など広範囲の脳活動に周期的な影響を与えることを頭皮上から非侵襲的に記録できることを示した重要な事実である。従来からの研究継続である神経磁場計測と電位計測によって腕神経叢を伝播するインパルスの可視化に成功した

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,呼吸リズムが海馬活動のみならず体性感覚皮質や前頭葉皮質など広範囲の脳活動に周期的な影響を与えることを頭皮上から非侵襲的に記録できることを示した。また腕神経叢を伝播するインパルスの可視化において,磁界計測の結果から算出した神経外部の電位分布が実際の電位計測の結果と一致することを世界で初めて示したことは,今後の磁界計測の臨床への応用拡大の裏付けとなる知見であったと考えられる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 体性感覚誘発電位研究の歴史と今後の展望2024

    • 著者名/発表者名
      尾﨑 勇
    • 雑誌名

      臨床神経生理学

      巻: 52 号: 1 ページ: 38-52

    • DOI

      10.11422/jscn.52.38

    • ISSN
      1345-7101, 2188-031X
    • 年月日
      2024-02-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of respiration-entrained brain oscillations with scalp EEG.2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Itagaki A, Hashizume A, Takahashi A, Ishizaka R, Ozaki I.
    • 雑誌名

      Neurosci Lett.

      巻: 797 ページ: 137079-137079

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2023.137079

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detailed magnetoelectric analysis of a nerve impulse propagation along the brachial plexus.2023

    • 著者名/発表者名
      Ozaki I, Akaza M, Watanabe T, Miyano Y, Adachi Y, Kawabata S.
    • 雑誌名

      Clin Neurophysiol.

      巻: 145 ページ: 129-138

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2022.09.018

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 腕神経活動における神経磁界計測と電位計測の比較2022

    • 著者名/発表者名
      尾崎 勇,赤座実穂,渡部泰士 ,宮野由貴,足立善昭,川端茂徳
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 35 ページ: 54-55

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noninvasive measurement of sensory action currents in the cervical cord by magnetospinography2021

    • 著者名/発表者名
      Akaza Miho、Kawabata Shigenori、Ozaki Isamu、Miyano Yuki、Watanabe Taishi、Adachi Yoshiaki、Sekihara Kensuke、Sumi Yuki、Yokota Takanori
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology

      巻: 132 号: 2 ページ: 382-391

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2020.11.029

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] S15-1 Somatosensory evoked potentials (New guidelines)2020

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Isamu
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology

      巻: 131 号: 10 ページ: e252-e252

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2020.04.094

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] SQUIDセンサシステムによる正中神経/尺骨神経刺激後の腕神経叢の神経活動の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      渡部泰士, 川端茂徳, 星野優子, 赤座実穂, 尾崎 勇, 牛尾修太, 佐々木 亨, 宮野由貴, 足立善昭, 関原謙介, 大川 淳
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 33 ページ: 158-160

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Visualization of electrophysiological activity at the carpal tunnel area using magnetoneurography2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Toru、Kawabata Shigenori、Hoshino Yuko、Sekihara Kensuke、Adachi Yoshiaki、Akaza Miho、Ozaki Isamu、Fujita Koji、Nimura Akimoto、Yoshii Toshitaka、Miyano Yuki、Mitani Yuki、Watanabe Taishi、Sato Shinji、Kim Sukchan、Okawa Atsushi
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology

      巻: 131 号: 4 ページ: 951-957

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2019.11.030

    • 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] Novel functional imaging technique for the brachial plexus based on magnetoneurography2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Taishi、Kawabata Shigenori、Hoshino Yuko、Ushio Shuta、Sasaki Toru、Miyano Yuki、Ozaki Isamu、Adachi Yoshiaki、Sekihara Kensuke、Okawa Atsushi
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology

      巻: 130 号: 11 ページ: 2114-2123

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2019.08.006

    • 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] Visualization of electrophysiological activity in patients with carpal tunnel syndrome using magnetoneurography2019

    • 著者名/発表者名
      Sasaki T.、Kawabata S.、Hoshino Y.、Sekihara K.、Akaza M.、Ozaki I.、Adachi Y.、Hasegawa Y.、Sato S.、Watanabe T.、Okawa A.
    • 雑誌名

      Journal of the Neurological Sciences

      巻: 405 ページ: 23-23

    • DOI

      10.1016/j.jns.2019.10.1589

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] P1-08-03. Electromagnetic analysis of peripheral nerve impulse transmission2019

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Isamu、Watanabe Taishi、Kawabata Shigenori、Hasegawa Yuki、Akaza Miho、Adachi Yoshiaki
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology

      巻: 130 号: 10 ページ: e211-e211

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2019.06.171

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 末梢神経インパルス伝導の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      尾崎 勇,渡部泰士,川端茂徳,宮野由貴,赤座実穂,足立善昭
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 32 ページ: 92-93

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Peripheral Magnetoneurography with a SQUID Biomagnetometer System: Comparison with Surface Electric Potential Recordings2023

    • 著者名/発表者名
      Isamu Ozaki, Miho Akaza, Taishi Watanabe, Yuki Miyano, Yoshiaki Adachi, Shigenori Kawabata
    • 学会等名
      ISACM and JBBS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] プレシェイピング,視覚運動失調と運動プラニング2023

    • 著者名/発表者名
      尾崎 勇
    • 学会等名
      第22回釧路ニューロサイエンスワークショップ
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳のリズムと記憶2023

    • 著者名/発表者名
      尾崎 勇
    • 学会等名
      第11回宮古島神経科学カンファレンス 第13回NU-Brainシンポジウム合同学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳のリズムと認知2022

    • 著者名/発表者名
      尾崎 勇
    • 学会等名
      第21回 釧路ニューロサイエンスワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 体性感覚誘発電位研究:過去から未来へ2022

    • 著者名/発表者名
      尾崎 勇
    • 学会等名
      第52回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 安静時脳波と呼吸リズムのコヒーレンスについて2021

    • 著者名/発表者名
      板垣 篤典, 尾崎 勇, 橋詰 顕
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会  輪唱神経生理学 49(5) 394-394 2021年
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 自発脳波と呼吸リズムについて2021

    • 著者名/発表者名
      尾崎 勇, 板垣篤典, 橋詰 顕
    • 学会等名
      第20回釧路ニューロサイエンスワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ベーシックレクチャー 13-2 体性感覚誘発電位2020

    • 著者名/発表者名
      尾崎 勇
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The respiratory cycle modulates pain processing: an experimental study2019

    • 著者名/発表者名
      Ozaki I, Iwate T, Hashizume A
    • 学会等名
      The 7th Biennial Meeting International Society for the Advancement of Clinical MEG(ISACM 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 痛覚情報処理の呼吸相による変化2019

    • 著者名/発表者名
      尾﨑 勇 , 岩部達也 , 橋詰 顕
    • 学会等名
      カテコールアミンと神経疾患研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Pure dysarthria syndrome: Cortico-orofacial pathway に関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      尾﨑 勇
    • 学会等名
      第18回釧路ニューロサイエンスワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シンポジウム 誘発電位の新ガイドライン:体性感覚誘発電位(新ガイドライン)2019

    • 著者名/発表者名
      尾﨑 勇
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 呼吸相は痛覚情報処理に影響を与える2019

    • 著者名/発表者名
      尾﨑 勇 , 岩部達也 , 橋詰 顕
    • 学会等名
      第36回日本脳電磁図トポグラフィ研究会,第7回宮古島神経科学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 誘発電位測定マニュアル2019 3. 体性感覚誘発電位2019

    • 著者名/発表者名
      大石知瑞子,尾崎 勇,柿木隆介,木村一恵,齋藤貴徳,園生雅弘,高橋 修,山内孝治(日本臨床神経学会編)
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      診断と治療社
    • ISBN
      9784787824462
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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