非侵襲脳刺激法を用いた運動認知共通制御神経機構の解明と認知機能促進手法の構築

• 研究課題/領域番号: 22240049
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 融合脳計測科学
• 研究機関: 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター
• 研究代表者: 本田 学 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所疾病研究第七部, 部長 (40321608)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円); 2014年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2013年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2012年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2011年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2010年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 脳機能操作 / 経頭蓋磁気刺激 / 経頭蓋電気刺激

研究成果の概要

非侵襲脳刺激法を用いた認知リハビリテーションの開発に向けて、さまざまな基礎的検討をおこなった。まず運動機能障害に対するリハビリテーション効果として、下肢の運動障害を持つ皮質下梗塞の患者に対して経頭蓋直流電気刺激tDCSが有効であることが示された。tDCSによる頭頂葉刺激により計算課題の成績が向上すること、成績改善の程度は事前におこなう機能的MRIの所見で予測できることを明らかにした。また動物実験により、大脳皮質の陰極刺激によって基底核のドーパミン遊離が促進されることを明らかにした。これらの成果は、tDCSを用いた認知リハビリテーションの開発に貢献するものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Frequencies of inaudible high-frequency sounds differentially affect brain activity: positive and negative hypersonic effects. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukushima A, Yagi R, Kawai N, Honda M, *Nishina E, Oohashi T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 4 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0095464
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolutionary Acquisition of a Mortal Genetic Program: The Origin of an Altruistic Gene. (2013)
  • 著者名/発表者名: Oohashi T, Maekawa T, Ueno O, Kawai N, Nishina N, Honda M
  • 雑誌名: Artificial Life 巻: 20 号: 1 ページ: 95-110
  • DOI: 10.1162/artl_a_00098
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural complexity of sounds necessary for the emergence of the hypersonic effect: Estimation of autocorrelation order. (2013)
  • 著者名/発表者名: MaekawaT, Honda M, Nishina E, Kawai N, Oohashi T
  • 雑誌名: Asiagraph Journal 巻: 8 ページ: 35-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Larger right posterior parietal volume in action video game experts : abehavioral and voxel-based morphometry (VBM) study. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S., Ikeda, H., Kasahara, K., Kato, R., Tsubomi, H., Sugawara, S. K., Mori, M., Hanakawa, T, Sadato, N., Hond, M, Watanabe, K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8(6) 号: 6 ページ: e66998-e66998
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0066998
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lateralization of activity in the parietal cortex predicts the effectiveness of bilateral transcranial direct current stimulation on performance of a mental calculation task. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kasahara K, Tanaka S, Hanakawa T, Senoo A, Honda M
  • 雑誌名: NEUROSCIENCE LETTERS 巻: 545 ページ: 86-90
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2013.04.022
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcranial direct-current stimulation increases extracellular dopamine levels in the rat striatum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T
  • 雑誌名: Frontiers in System Neuroscience 巻: 7 ページ: 6-6
  • DOI: 10.3389/fnsys.2013.00006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamic neural network reorganization associated with second language vocabulary acquisition: a multimodal imaging study. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hosoda C, Tanaka K, Nariai T, Honda M, Hanakawa T
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 33 号: 34 ページ: 13663-13672
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0410-13.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateralization of activity in the parietal cortex predicts the effectiveness of bilateral transcranial direct current stimulation on performance of a mental calculation task. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kasahara K
  • 雑誌名: Neuroscience letters 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abacus in the brain: a longitudinal functional MRI study of a skilled abacus user with a right hemispheric lesion. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S
  • 雑誌名: Frontiers in Psychology 巻: 3 ページ: 315-315
  • DOI: 10.3389/fpsyg.2012.00315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single session of transcranial direct-current stimulation transiently increases knee extensor force in patients with hemiparetic stroke (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S, Takeda K, Otaka Y, Kita K, Osu R, Honda M, Sadato N, Hanakawa T, Watanabe K
  • 雑誌名: Neurorehabil Neural Repair 巻: 25 号: 6 ページ: 565-569
  • DOI: 10.1177/1545968311402091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time course and spatial distribution of fMRI signal changes during single-pulse transcranial magnetic stimulation to the primary motor cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Shitara H, Shinozaki T, Takagishi K, Honda M, Hanakawa T
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 56 号: 3 ページ: 1469-1479
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2011.03.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential contribution of the supplementary motor area to stabilization of a procedural motor skill acquired through different practice schedules. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S, Honda M, Hanakawa T, Cohen LG
  • 雑誌名: Cereb Cortex 巻: 20 ページ: 2114-2121
  • 査読あり
• [雑誌論文] 複数日連続した経頭蓋直流電気刺激により電極直下の皮膚に発赤を生じた2例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠原和美, 田中悟志, 渡邊克巳, 花川隆, 本田学
  • 雑誌名: 臨床神経生理学 巻: 39 ページ: 24-27
  • NAID: 10029428624
  • 査読あり
• [学会発表] Inaudible high-frequency sounds affect brain activity and improve sound quality: hypersonic effect (2014)
  • 著者名/発表者名: Honda M
  • 学会等名: International Symposium on “Future of Shitsukan Research”
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所コンベンションホール、東京
  • 年月日: 2014-07-16
  • 招待講演
• [学会発表] 脳と情報環境～精神神経疾患に対する新しいアプローチ～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 本田 学
  • 学会等名: 第48回広島神経医科学研究会
  • 発表場所: 広島大学臨床講堂、広島市
  • 年月日: 2014-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] Monitoring Fundamental Brain Activity and Mental Health: Application to the Development of “Information Therapy” (2014)
  • 著者名/発表者名: Honda M
  • 学会等名: MindCare 2014
  • 発表場所: 東京大学山上会館、東京
  • 年月日: 2014-05-08
  • 招待講演
• [学会発表] 緩徐なα波は脳深部の脳活動を反映：EEG-fMRI同時計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小俣圭, 花川隆, 本田学
  • 学会等名: 日本ヒト脳機能マッピング学会
  • 発表場所: 仙台国際ホテル、仙台市
  • 年月日: 2014-03-06
• [学会発表] Cortical gray matter volume correlated with control performance of an electroencephalography-based brain-computer interface (2013)
  • 著者名/発表者名: Kasahara K, DaSalla CS, Nishimoto A, Honda M, Hanakawa T
  • 学会等名: 2nd International Joint Symposium “Ultra High Field-MRI”
  • 発表場所: 東京大学福武ホール、東京都
  • 年月日: 2013-11-14
• [学会発表] Effects of the transcranial direct current stimulation on multi-unit neural activities in the rat motor cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Isomura Y, Hanakawa T, Tanaka S , Honda M
  • 学会等名: 日本神経科学学会
  • 発表場所: 京都会館、京都市
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] Dorsal premotor cortex structure correlated with control performance for an electroencephalography-based brain-computer interface: A voxel-based morphometry study． (2013)
  • 著者名/発表者名: Kasahara K, DaSalla CS, Honda M, Hanakawa T
  • 学会等名: 日本神経科学学会
  • 発表場所: 京都会館、京都市
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] Effects of bihemispheric transcranial direct current stimulation (tDCS) over the parietal cortex on a calculation task (2011)
  • 著者名/発表者名: Kasahara K, Tanaka S, Hanakawa T, Senoo A, Honda M
  • 学会等名: Society of Neuroscience 2011 Annual Meeting
  • 発表場所: Walter E.Washington (Convention Center, Washington, DC, USA)
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Long-term effect of the transcranial direct current stimulation on the extracellular dopamine levels in the striatum (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Takano Y, Tanaka S, Hanakawa T, Hironaka N, Kobayashi K, Honda M
  • 学会等名: Society of Neuroscience 2011 Annual Meeting
  • 発表場所: Walter E.Washington (Convention Center, Washington, DC, USA)
  • 年月日: 2011-11-13
• [学会発表] Adverse effect of the non-invasive brain stimulation : A case report (2011)
  • 著者名/発表者名: Honda M
  • 学会等名: The 34th Annual meeting of the Japanese Neuroscience Society, Neuroethics symposium
  • 発表場所: PACIFICO YOKOHAMA, Yokohama, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激の線条体細胞外ドパミン濃度に対する遠隔影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中智子, 高野裕治, 田中悟志, 花川隆, 廣中直行, 小林和人, 本田学
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜,横浜市,日本
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激を用いた線条体ドパミン濃度の調節 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中智子, 高野裕二, 田中悟志, 花川隆, 廣中直行, 小林和人, 本田学
  • 学会等名: 第5回Motor Control研究会
  • 発表場所: 自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター,岡崎市,日本
• [学会発表] Modulation of extracellular dopamine levels in the striatum by transcranial direct current stimulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Takano Y, Tanaka S, Watanabe K, Hanakawa T, Honda M, Hironaka N
  • 学会等名: The Society for Neuroscience 40th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, USA
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] 数の認処理に対する経頭蓋直流電気刺激の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠原和美, 田中悟志, 花川隆, 渡邊克巳, 本田学
  • 学会等名: 第40回臨床神経生理学会学術大会
  • 発表場所: 神戸市神戸国際会議場
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激による慢性期脳卒中患者の下肢筋力増強 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志, 武田湖太郎, 大高洋平, 北佳保里, 大須理英子, 花川隆, 渡邊克己
  • 学会等名: 第40回臨床神経生理学会学術大会
  • 発表場所: 神戸市神戸国際会議場
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] Differential function of fronto-parietal network in mental operation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Honda M
  • 学会等名: 29th International Congress of Clinical Neurophysiology ICCN2010
  • 発表場所: 神戸市神戸国際会議場
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] Effect of Practice Schedules on Memory Stabilization of a Procedural Motor Skill. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S, Honda M, Hanakawa T, Cohen LG
  • 学会等名: 29th International Congress of Clinical Neurophysiology ICCN2010
  • 発表場所: 神戸市神戸国際会議場
  • 年月日: 2010-10-30
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激を用いた線条体細胞外ドパミンレベルの調節 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中智子, 高野裕治, 田中悟志, 渡邊克己, 花川隆, 本田学, 廣中直行
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸市神戸国際会議場
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Effects of the transcranical direct currect stimulation on multi-unit neural activities in the rat motor cortex.
  • 著者名/発表者名: Tanaka T
  • 学会等名: Society for Neuroscience 41st Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, USA
• [図書] 感性と情動を生み出す脳、「質感の科学」第2部第3章 (2015)
  • 著者名/発表者名: 本田学
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] Information environment and brain function in "Neurodegenerative Disorders as Systemic Diseases" (2015)
  • 著者名/発表者名: Honda M
  • 総ページ数: 400
  • 出版者: Springer
• [備考]
  • URL: http://www.ncnp.go.jp/nin/guide/r7/index.html