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局所振動刺激と経皮的脊髄刺激を併用した新たなニューロモデュレーション法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K17517
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
研究機関東京国際大学

研究代表者

一寸木 洋平  東京国際大学, 医療健康学部, 准教授 (60778942)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード経皮的脊髄刺激 / 振動刺激 / 脊髄反射 / 局所振動刺激
研究開始時の研究の概要

申請者はこれまで脊髄後根への刺激が可能な経皮的脊髄刺激や歩行に関連した末梢感覚入力の神経生理学的効果を明らかにしてきた。本研究では、これまでの知見を発展させ、局所振動刺激と経皮的脊髄刺激を併用したニューロモデュレーション法を新たに開発し、中枢神経系に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。本研究の基礎データを基に、中枢神経疾患患者に対する有効なリハビリテーション法を開発することを最終的な目的としている。

研究実績の概要

中枢神経疾患患者の運動機能回復を促進させる新たなリハビリテーション法の開発は、臨床家及び研究者間の共通の課題となっている。申請者はこれまで脊髄 後根への刺激が可能な経皮的脊髄刺激や、歩行に関連した末梢感覚入力が中枢神経系に及ぼす影響を明らかにしてきた。本研究では、これまでの知見を発展さ せ、局所振動刺激と経皮的脊髄刺激を併用した新たなニューロモデュレーション法が脊髄及び脊髄より上位の中枢神経系に及ぼす影響を明らかにすることを目的 とする。そして、中枢神経疾患患者の運動機能回復を促進させる新たなリハビリテーション法を開発することを最終的な目的とする。 初年度から、COVID-19により、計画していたデータ収集を行うことができなかったが、2023年度は、局所振動刺激装置の実験セットアップの構築と、局所振動刺激に関する基礎実験を行うことができた。具体的には、健常者9名に対して、1分間のアキレス腱に対する短期的な局所振動刺激の介入を行い、その前後で、経皮的脊髄刺激による脊髄反射を誘発・測定した。その結果、経皮的脊髄刺激によって誘発される反射の振幅が、振動刺激中に一過性に低下することがわかった。足底部への振動刺激の効果と同様に、抑制効果が多くの筋で生じることが明らかになった。初年度から計画が遅れているが、今後もデータ取集を進めていく予定である。 2023年度中に計測したデータについて、次年度の国際学会で発表することを予定している。今後、論文投稿も行っていく。その他、本研究内容に関係する共同研究については共著論文が国際学術雑誌(Experimental Brain Research)に採択された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

初年度から、COVID-19により、計画していたデータ収集を行うことができなかったが、現在は実験を実施できている。当初の計画からやや遅れているが、今後もデータ取集を進めていく予定である。

今後の研究の推進方策

今年度の研究結果の「振動刺激による抑制効果」に関する研究内容を国際学会(2024年6月ISEK 名古屋)で発表する予定である。経皮的脊髄刺激との併用効果についても明らかにしていきたいと考えている。

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

    (8件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件)

  • [雑誌論文] Modulation of corticospinal excitability related to the forearm muscle during robot-assisted stepping in humans2023

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Taku、Masugi Yohei、Yamamoto Shin-ichiroh、Ogata Toru、Kawashima Noritaka、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 241 号: 4 ページ: 1089-1100

    • DOI

      10.1007/s00221-023-06565-1

    • 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] Changes in corticospinal and spinal reflex excitability through functional electrical stimulation with and without observation and imagination of walking2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Naotsugu、Sasaki Atsushi、Yokoyama Hikaru、Masugi Yohei、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 16 ページ: 994138-994138

    • DOI

      10.3389/fnhum.2022.994138

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of action observation and motor imagery of walking on the corticospinal and spinal motoneuron excitability and motor imagery ability in healthy participants2022

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Naotsugu、Sasaki Atsushi、Yokoyama Hikaru、Masugi Yohei、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 4 ページ: 0266000-0266000

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0266000

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Task- and Intensity-Dependent Modulation of Arm-Trunk Neural Interactions in the Corticospinal Pathway in Humans2021

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Atsushi、Kaneko Naotsugu、Masugi Yohei、Kato Tatsuya、Milosevic Matija、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 8 号: 5 ページ: 0111-21

    • DOI

      10.1523/eneuro.0111-21.2021

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The Effects of Paired Associative Stimulation with Transcutaneous Spinal Cord Stimulation on Corticospinal Excitability in Multiple Lower-limb Muscles2021

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Naotsugu、Sasaki Atsushi、Masugi Yohei、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 476 ページ: 45-59

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2021.08.028

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Intensity and Short-Duration Continuous Cervical Transcutaneous Spinal Cord Stimulation Intervention Does Not Prime the Corticospinal and Spinal Reflex Pathways in Able-Bodied Subjects2021

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Atsushi、de Freitas Roberto M.、Sayenko Dimitry G.、Masugi Yohei、Nomura Taishin、Nakazawa Kimitaka、Milosevic Matija
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 10 号: 16 ページ: 3633-3633

    • DOI

      10.3390/jcm10163633

    • 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 / 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selectivity and excitability of upper-limb muscle activation during cervical transcutaneous spinal cord stimulation in humans2021

    • 著者名/発表者名
      de Freitas Roberto M.、Sasaki Atsushi、Sayenko Dimitry G.、Masugi Yohei、Nomura Taishin、Nakazawa Kimitaka、Milosevic Matija
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology

      巻: 131 号: 2 ページ: 746-759

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00132.2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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