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脳内ネットワークへの外的刺激干渉による運動学習能力の制御

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0369
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

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
研究機関大分大学

研究代表者

菅田 陽怜  大分大学, 福祉健康科学部, 准教授 (30721500)

研究期間 (年度) 2021 – 2024
研究課題ステータス 交付 (2023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)
キーワードマイクロオフライン学習 / 線条体ネットワーク / Rapid Consolidation / Motor Learning / Functional Connectivity / Magnetoencephalography / オフライン運動学習 / 脳磁図 / コンソリデーション / Motor learning / Consolidation
研究開始時の研究の概要

経頭蓋交流電気刺激法(tACS)による一次運動野刺激が運動機能を一過性に向上させるという報告がある。このtACSによって片麻痺患者の運動学習能力を外的に制御し、リハビリの効果を最大限に引き出すことができれば、より高い生活の質(QOL)を獲得することができる。そこで、本国際共同研究では、tACSによる運動学習能力の外的制御を可能にするための戦略的基礎実験を行い、普遍的な運動学習における脳内機構の解明に挑戦する。また、本国際共同研究を通して研究者としてのネットワークを国際的に構築することで基課題を更に発展させ、運動学習能力の外的制御による新たな神経リハビリ戦略の創出へとつなげる。

研究実績の概要

2022年10月より1年間、米国国立衛生研究所(National Institude of Health; NIH)内、神経疾患・脳卒中研究所(National Institute of Neurological Discorders and Stroke; NINDS)、大脳皮質・神経リハビリテーション部門(Human Cortical Physiology and Neurorehabilitation Section)のSenior InvestigatorであるLeonardo G. Cohen博士の研究室に所属し、「マイクロオフライン学習に関連する脳内ネットワークハブの抽出」に関する研究を行った。
帰国後もデータ解析を継続するとともに、Cohen博士とのオンライン会議を綿密に行い論文作成を進めている。解析では、マイクロオフライン学習に関わるネットワークハブの抽出と、そのハブ構造に関わる脳内ネットワーク構造の抽出を行った。その結果、大脳深部構造が特にマイクロオフライン学習のハブとして重要な役割を担っている可能性を見出した。また、大脳深部構造のネットワークデータ用いることで、マイクロオフライン学習の良否を高い確率で推定できることも示された。
現在は、Cohen博士および研究室のメンバーとのディスカッションを行いながら、論文を作成している状況にある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

解析を完了し論文作成に移行しているため。また、論文作成に当たり、オンライン会議を通して綿密なディスカッションを継続して行えているため。

今後の研究の推進方策

マイクロオフライン学習に関わる脳内ネットワークハブの解析結果を論文化し、米国雑誌に投稿予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 運動イメージに基づくBrain-machine Interface(BMI)が切り拓く新たな神経理学療法の可能性2024

    • 著者名/発表者名
      菅田 陽怜
    • 雑誌名

      理学療法学

      巻: 51 号: 1 ページ: 18-21

    • DOI

      10.15063/rigaku.51-1kikaku_Sugata_Hisato

    • ISSN
      0289-3770, 2189-602X
    • 年月日
      2024-02-20
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Functional connectivity via the dorsolateral prefrontal cortex in the late phase of rest periods predicts offline learning2024

    • 著者名/発表者名
      Kawasoe Ryushin、Takano Sou、Yasumoto Yui、Takeo Yuhi、Matsushita Kojiro、Sugata Hisato
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 822 ページ: 137645-137645

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2024.137645

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集 運動イメージ-科学的根拠に基づく臨床実践をめざして 運動イメージと理学療法2022

    • 著者名/発表者名
      菅田 陽怜
    • 雑誌名

      理学療法ジャーナル

      巻: 56 号: 9 ページ: 1004-1009

    • DOI

      10.11477/mf.1551202783

    • ISSN
      0915-0552, 1882-1359
    • 年月日
      2022-09-15
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effect of a Body Part Action on Body Perception of the Other Inactive Body Part2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Masayuki、Sugata Hisato、Otsuru Naofumi、Takasaki Masaya、Ishino Yuji、Mizuno Takeshi、Miki Masahito、Kanayama Noriaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems

      巻: 1 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tcds.2022.3210659

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain-Computer Interface Training Based on Brain Activity Can Induce Motor Recovery in Patients With Stroke: A Meta-Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Nojima Ippei、Sugata Hisato、Takeuchi Hiroki、Mima Tatsuya
    • 雑誌名

      Neurorehabilitation and Neural Repair

      巻: 36 号: 2 ページ: 83-96

    • DOI

      10.1177/15459683211062895

    • 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] Sequential motor learning transfers from real to virtual environment2021

    • 著者名/発表者名
      Takeo Yuhi、Hara Masayuki、Shirakawa Yuna、Ikeda Takashi、Sugata Hisato
    • 雑誌名

      Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

      巻: 18 号: 1 ページ: 107-107

    • DOI

      10.1186/s12984-021-00903-6

    • 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] 運動学習脳内機構と理学療法2021

    • 著者名/発表者名
      菅田陽怜
    • 雑誌名

      理学療法

      巻: 38 ページ: 641-651

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] こころの科学と運動学習2023

    • 著者名/発表者名
      菅田陽怜
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動学習の先端脳機能研究から考える「理学療法」の原点回帰と汎化2023

    • 著者名/発表者名
      菅田陽怜
    • 学会等名
      九州理学療法士学術大会2023 in 熊本
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Caudate connectivity parallels rapid consolidation of skill2023

    • 著者名/発表者名
      H. SUGATA, F. IWANE, W. HAYWARD, V. AZZOLLINI, D. DASH, R. SALAMANCA-GIRON, M. BONSTRUP, E. R. BUCH, L. G. COHEN
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Crowdsourced evaluation of the relationship between age and early procedural skill learning2023

    • 著者名/発表者名
      W. HAYWARD, E. BUCH, F. IWANE, V. AZZOLLINI, H. SUGATA, D. DASH, R. F. SALAMANCA-GIRON, L. G. COHEN
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Pupil linked arousal during early skill learning2023

    • 著者名/発表者名
      D. DASH, F. IWANE, R. SALAMANCA-GIRON, W. HAYWARD, H. SUGATA, V. AZZOLLINI, M. BONSTRUP, E. R. BUCH, L. G. COHEN
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] オフライン運動学習の個人差は再学習直前のネットワークダイナミクスによって規定される2023

    • 著者名/発表者名
      川添 隆伸, 高野 創, 安元 優衣, 松下 光次郎, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 視覚誤差課題を用いた仮想環境における運動学習と実環境における運動学習の転移2023

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 安元 優衣, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ペルチェ素子を用いた温感提示がMEG計測に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      祖父江 祐太, 大鶴 直史, 菅田 陽怜, 三木 将仁, 大西 秀明, 原 正之
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザ変位計を用いた喉頭挙上の計測2023

    • 著者名/発表者名
      小松崎彪士, 菅田陽怜, 三木将仁, 原正之
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 身体化錯覚が生じた部位に対する視覚刺激が疼痛感覚に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 大平 岳, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 左右半球間の差が空間性注意に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      岩切 満梨乃, 竹尾 雄飛, 安部 レオ, 池田 尊司, 原 正之, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本臨床神経生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] MEG環境下で使用可能なハプティックデバイスの開発2022

    • 著者名/発表者名
      祖父江 祐太, 大鶴 直史, 菅田 陽怜, 三木 将仁, 大西 秀明, 原 正之
    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間性注意に関わる脳内神経基盤の解明 半側空間無視の発症機序解明を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      岩切 満梨乃, 竹尾 雄飛, 安部 レオ, 池田 尊司, 原 正之, 菅田 陽怜
    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 安静時脳機能結合の動的変化がオフライン運動学習に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      川添 隆伸, 井上 紗瑛, 高野 創, 安元 優衣, 松下 光次郎, 菅田 陽怜
    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] VRによる身体化と視覚効果を用いたリーチングシステムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村 昂平, 菅田 陽怜, 三木 将仁, 原 正之
    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] バーチャルリアリティによる視覚刺激が灼熱様の疼痛感覚に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 大平 岳, 菅田 陽怜
    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 弓道におけるイップス「早気」についての心理学的および神経生理学的検討2022

    • 著者名/発表者名
      安部 レオ, 池田 尊司, 菅田 陽怜
    • 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
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 周期的視覚遮断刺激が運動学習能力に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会若手研究者ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Laterality Indexを用いた空間性注意に関わる脳内神経基盤の解明2022

    • 著者名/発表者名
      岩切 満梨乃, 竹尾 雄飛, 安部 レオ, 池田 尊司, 原 正之, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会若手研究者ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] バーチャルリアリティーによる身体認識操作を応用した新たな筋力増強訓練の開発2022

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会若手研究者ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 「心身一如」の観点から運動学習を考える2021

    • 著者名/発表者名
      菅田陽怜
    • 学会等名
      第5回 若手研究者ネットワーク シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 実環境から仮想環境への運動学習の転移2021

    • 著者名/発表者名
      竹尾 雄飛, 原 正之, 白川 優奈, 菅田 陽怜
    • 学会等名
      日本リハビリテーション医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 運動学習2023

    • 著者名/発表者名
      編著:藤澤宏幸、鈴木博人 分担執筆:菅田陽怜
    • 総ページ数
      179
    • 出版者
      メディカルプレス
    • ISBN
      9784910614403
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-03-19   更新日: 2024-12-25  

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