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島皮質の活動をリモート制御する大脳皮質電気刺激法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K19389
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関新潟医療福祉大学

研究代表者

長坂 和明  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 講師 (70833812)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードtACS / 安静時脳機能結合 / fMRI / 痛み / 島皮質 / 経頭蓋交流電気刺激 / 慢性疼痛 / リモート / ニューロモジュレーション / リハビリテーション / 後部島皮質 / 経頭蓋直流電気刺激 / リモート制御 / 可塑性 / 小脳皮質 / ニューロリハビリテーション / 機能的結合 / 脳機能構造 / 疼痛 / 視床痛
研究開始時の研究の概要

脳卒中後の後遺症の一つである異常な痛みに有効な治療法はない.これまで島皮質と呼ばれる脳領域の異常な活動亢進が,この痛みに関与していることが明らかとなっている.この領域の活動を調節することが痛み治療に重要であるが,当該領域は脳の深部に位置するため直接介入することが困難である.そこで本研究では,島皮質と解剖学的に,または機能的に繋がりがある表層の脳領域をMRIを用いて明らかにし,その領域を電気刺激することで,遠隔に島皮質の活動を操作できるかを検証する.さらに,この活動変化によって被検者が知覚する痛みが変容するのかも検証する.これら一連の研究結果によって,新たな難治性疼痛治療法の確立に貢献する.

研究成果の概要

脳卒中後の病的な痛みの出現や維持には後部島皮質の活動亢進が関与することが明らかになっていた.本研究課題は,表層の脳領域への非侵襲的な電気刺激によって島皮質の活動制御を試みるものであった.健常人を対象とした安静時神経ネットワーク解析によって,後部島皮質は小脳や前頭前野領域と機能結合があることが明らかになった.さらに小脳と前頭前野領域への経頭蓋交流電気刺激によって,物理的に離れた後部島皮質においても脳活動が変化しうることを見出した.この成果は島皮質の活動のリモート制御を示唆するものであるが,これら効果の個人差は非常に大きいことも明らかになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで治ることがないとされてきた一部の慢性疼痛に対する脳活動をターゲットとした治療法確立に繋がる.さらに表層の刺激による深部脳領域への効果の汎化メカニズムを明らかにできれば,精神疾患や依存症などの病態にも適応できる可能性がある.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Changes in excitability and GABAergic neuronal activity of the primary somatosensory cortex after motor learning2022

    • 著者名/発表者名
      Pham MV, Saito K, Miyaguchi S, Watanabe H, Ikarashi H, Nagasaka K, Yokota H, Kojima S, Inukai Y, Otsuru N, Onishi H.
    • 雑誌名

      Front Neurosci

      巻: 16 ページ: 794173-794173

    • DOI

      10.3389/fnins.2022.794173

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relationship between Tactile Sensation, Motor Activity, and Differential Brain Activity in Young Individuals2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Ryota、Sakurai Noriko、Nagasaka Kazuaki、Kasai Satoshi、Kodama Naoki
    • 雑誌名

      Brain Sciences

      巻: 12 号: 7 ページ: 924-924

    • DOI

      10.3390/brainsci12070924

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pharmacological inactivation of the primate posterior insular/secondary somatosensory cortices attenuates thermal hyperalgesia2022

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kazuaki、Takashima Ichiro、Matsuda Keiji、Higo Noriyuki
    • 雑誌名

      European Journal of Pain

      巻: 26 号: 8 ページ: 1723-1731

    • DOI

      10.1002/ejp.1996

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cortical signature related to psychometric properties of pain vigilance in healthy individuals: A voxel-based morphometric study2022

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kazuaki、Otsuru Naofumi、Sato Rui、Watanabe Hiraku、Sakurai Noriko、Ohno Ken、Kodama Naoki、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 772 ページ: 136445-136445

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2022.136445

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of Catechol-O-Methyltransferase Gene Polymorphism on the Correlation between Alexithymia and Hypervigilance to Pain2021

    • 著者名/発表者名
      Ikarashi Hitomi、Otsuru Naofumi、Yokota Hirotake、Nagasaka Kazuaki、Igarashi Kazuki、Miyaguchi Shota、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      巻: 18 号: 24 ページ: 13265-13265

    • DOI

      10.3390/ijerph182413265

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Induction of Relaxation by Autonomous Sensory Meridian Response2021

    • 著者名/発表者名
      Noriko Sakurai, Ken Ohno, Satoshi Kasai, Kazuaki Nagasaka, Hideaki Onishi and Naoki Kodama
    • 雑誌名

      Front. Behav. Neurosci.

      巻: 15 ページ: 761621-761621

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2021.761621

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gray Matter Volume Variability in Young Healthy Adults: Influence of Gender Difference and Brain-Derived Neurotrophic Factor Genotype2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Hiraku、Kojima Sho、Nagasaka Kazuaki、Ohno Ken、Sakurai Noriko、Kodama Naoki、Otsuru Naofumi、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: bhab370 号: 12 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab370

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Plastic Changes of Cortical Gray Matter Revealed by Voxel-Based Morphometry and Histological Analyses in a Monkey Model of Central Post-Stroke Pain2021

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kazuaki、Nemoto Kiyotaka、Takashima Ichiro、Bando Daigo、Matsuda Keiji、Higo Noriyuki
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 31 号: 10 ページ: 4439-4449

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab098

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The intervention of mechanical tactile stimulation modulates somatosensory evoked magnetic fields and cortical oscillations2021

    • 著者名/発表者名
      Kojima Sho、Otsuru Naofumi、Miyaguchi Shota、Yokota Hirotake、Nagasaka Kazuaki、Saito Kei、Inukai Yasuto、Shirozu Hiroshi、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 印刷中 号: 10 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1111/ejn.15209

    • 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] Region-Specific Effects of 10-Hz Transcranial Alternate Current Stimulation Over the Left Posterior Parietal Cortex and Primary Somatosensory Area on Tactile Two-Point Discrimination Threshold2021

    • 著者名/発表者名
      Yokota Hirotake、Otsuru Naofumi、Saito Kei、Kojima Sho、Miyaguchi Shota、Inukai Yasuto、Nagasaka Kazuaki、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.576526

    • 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
  • [学会発表] 電界シミュレーションを用いた経頭蓋交流電流による鎮痛効果の検討2022

    • 著者名/発表者名
      五十嵐眸実,大鶴直史,長坂和明,宮口翔太,Jose Gomez-Tames,平田晃正,大西秀明
    • 学会等名
      第28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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 背外側前頭前野に対する経頭蓋交流電流刺激による鎮痛効果-電界シミュレーションによる検討-2022

    • 著者名/発表者名
      五十嵐眸実,大鶴直史,長坂和明,宮口翔太,Jose Gomez-Tames,平田晃正,大西秀明
    • 学会等名
      第27回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ラット青斑核の電気刺激によって生じる皮質神経活動の電気生理学的特徴2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝昇,長坂和明,大槻智史,大鶴直史,大西秀明
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 音楽によって喚起される情動と灰白質容積との関連-Voxel based morphometryを用いた検証-2021

    • 著者名/発表者名
      大倉百合絵,長坂和明,大鶴直史,横田裕丈,大野健,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      第27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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳卒中後疼痛モデルラットにおける扁桃体-島皮質神経回路の神経活動の変化2021

    • 著者名/発表者名
      大槻智史,長坂和明,大鶴直史,大西秀明
    • 学会等名
      第27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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 青斑核の電気刺激によって生じる大脳皮質の神経応答2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝昇,長坂和明,大槻智史,大鶴直史,大西秀明
    • 学会等名
      第27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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳卒中後疼痛ラットモデルにおける高次運動皮質の薬理学的抑制が疼痛様行動に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      長坂和明,山本真憂,川上守,大槻智史,大鶴直史,大西秀明
    • 学会等名
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 背外側前頭前野に対するtACSが痛み知覚に及ぼす効果の検討2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐眸実,大鶴直史,長坂和明,宮口翔太,Jose Gomez-Tames,平田晃正,大西秀明
    • 学会等名
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 失感情症と偽の内受容フィードバックに対する応答性2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋世奈、大鶴直史、原正之、長坂和明、五十嵐眸実、大西秀明
    • 学会等名
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 島皮質刺激に対する心拍応答変化は、失感情に関連する2021

    • 著者名/発表者名
      羽二生未来、大鶴直史、長坂和明、五十嵐眸実、Gomez-Tames Jose、平田晃正、大西秀明
    • 学会等名
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 主観的疲労感は運動開始に対する予測的心活動制御と関連する2021

    • 著者名/発表者名
      堺大輝、大鶴直史、長坂和明、横田裕丈、森下慎一郎、椿淳裕、大西秀明
    • 学会等名
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 触覚刺激パターンの違いが脳領域間の機能的結合性に与える影響―MRIを用いたfunctional connectivityの評価―2020

    • 著者名/発表者名
      長坂和明,小島翔,大鶴直史,大野健 ,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 内側前頭前野の灰白質容積はオフセット鎮痛の程度に関連するのか?-Voxel based morphometryを用いた検証-2020

    • 著者名/発表者名
      工藤綾乃,長坂和明,大鶴直史,横田裕丈,大野健,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 瞳孔径と一次運動野興奮性には関連があるか?2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝昇,長坂和明,渡邉拓,大鶴直史,横田裕丈,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 音楽聴取によって喚起される情動と灰白質容積との関連―脳構造画像解析を用いた検証―2020

    • 著者名/発表者名
      大倉百合絵,長坂和明,大鶴直史,横田裕丈, 大野健,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 痛みへの選択的注意に関連する灰白質構造の特定―脳構造画像解析による検証―2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤塁,長坂和明,大鶴直史,横田裕丈,大野健 ,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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