ヒト二足立位歩行の脊髄神経機構－ニューロリハビリテーションへの応用をめざして－

• 研究課題/領域番号: 23300198
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中澤 公孝 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (90360677)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2011年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
• キーワード: 歩行 / 脊髄損傷 / リハビリテーション / 脊髄運動ニューロン / 脊髄 / 運動制御

研究成果の概要

本研究の最終的な目的はヒトの二足立位歩行制御に関与する脊髄神経機構の構造と機能を解明することであった。この目的に近づくために、水中受動ステッピング実験、脊髄機能マップ実験、多髄節脊髄反射誘発実験、など多方面からの実験を行った。
その結果、脊髄の歩行関連神経回路に対し、荷重に関連する体性感覚情報は促通性の影響があり、動きに関連する体性感覚情報は下肢筋群の脊髄反射全般に対し強い抑制作用があることが明らかとなった。さらに歩行時の下肢筋活動は脊髄の吻尾方向全体の神経回路から出力されることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Velocity-dependent H-reflex suppression of the soleus muscle during robot-assisted passive stepping. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yohei Masugi, Taku Kitamura, Kiyotaka Kamibayashi, Tetsuya Ogawa, Toru Ogata, Noritaka Kawashima, Kimitaka Nakazawa
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 584 ページ: 337-341
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2014.10.044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhythmic arm swing enhances patterned locomotor-like muscle activity in passively moved lower extremities. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Ogawa, Takahiko Sato, Toru Ogata, Shin-Ichiro Yamamoto, Kimitaka Nakazawa, Noritaka Kawashima
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 3(3) 号: 3 ページ: e12317-e12317
  • DOI: 10.14814/phy2.12317
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct motor strategies underlying split-belt adaptation in human walking and running. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Ogawa, Noritaka Kawashima, Hiroki Obata, Kazuyuki Kanosue, Kimitaka Nakazawa
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10(3) 号: 3 ページ: e0121951-e0121951
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0121951
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heel strike detection using split force-plate treadmill. (2015)
  • 著者名/発表者名: Rouhani, H, Abe O, Nakazawa K, Popovic MR, Masani K.
  • 雑誌名: Gait & Posture 巻: 41(3) ページ: 863-866
• [雑誌論文] Mechanical and neural changes in plantar-flexor muscles after spinal cord injury in humans. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yaeshima K, Negishi D, Yamamoto S, Ogata T, Nakazawa K, Kawashima N.
  • 雑誌名: Spinal Cord 巻: Feb 10 号: 7 ページ: 526-533
  • DOI: 10.1038/sc.2015.9
  • 査読あり
• [雑誌論文] 歩行と脊髄制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝、一寸木洋平
  • 雑誌名: Annual Review神経2014 巻: 1 ページ: 1-8
• [雑誌論文] 姿勢制御と発育・発達 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本暁生、中澤公孝
  • 雑誌名: バイオメカニクス研究 巻: 18-1 ページ: 23-30
• [雑誌論文] ロコモーションパターンの形成と遷移を司る神経制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山 光、中澤公孝
  • 雑誌名: バイオメカニクス研究 巻: 18-2 ページ: 40-52
  • NAID: 40020212506
• [雑誌論文] Adapted physical activityの可能性と課題 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 雑誌名: 体育の科学 巻: 64 ページ: 391-395
• [雑誌論文] 脳神経機能のトレーニングとディトレーニング-運動記憶の忘却に打ち勝つための神経メカニズム- (2014)
  • 著者名/発表者名: 横山 光、中澤公孝
  • 雑誌名: 体育の科学 巻: 64 ページ: 673-679
• [雑誌論文] Neural control of muscle lengthening: Task- and musclespecificity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi H, K. Nakazawa, T. Hortobágyi
  • 雑誌名: J Phys Fitness Sports Med 巻: 2 ページ: 191-202
• [雑誌論文] 思った通りにからだを動かす”能力を取り戻すリハビリ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 雑誌名: バイオメカニクス研究 巻: 17-3 ページ: 160-165
• [雑誌論文] Neural control of human gait and posture (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa K, Obata H, Sasagawa S
  • 雑誌名: J Phys Fitness Sports Med 巻: 1(2) ページ: 263-269
  • NAID: 10031158953
  • 査読あり
• [雑誌論文] Limited transfer of newly acquired movement patterns across walking and running in humans. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogawa T, Kawashima N, Ogata T, Nakazawa K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 号: 9 ページ: e46349-e46349
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0046349
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetrical neural adaptation in lower leg muscles as a consequence of stereotypical motor training. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogawa T, Kawashima N, Suzuki S, Nakazawa K
  • 雑誌名: J Motor Behav 巻: 44(1) 号: 1 ページ: 63-68
  • DOI: 10.1080/00222895.2011.645912
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水中リハビリテーションの今後の展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 雑誌名: 体育の科学 巻: 61 ページ: 285-287
• [雑誌論文] 水中歩行の運動生理学的特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福崎千穂、中澤公孝
  • 雑誌名: 体育の科学 巻: 61 ページ: 211-215
• [雑誌論文] ロコマットを活用した脊髄損傷者の歩行再建 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 雑誌名: 福祉介護機器 巻: 4 ページ: 16-22
• [学会発表] Locomotor Neurorehabilitation -Past and future direction- (2015)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: International symposium on Hybrid Organs of the future, The Center for Advanced Medical Engineering and Informatics
  • 発表場所: 大阪府、吹田市、大阪大学臨床医工学融合研究教育センター
  • 年月日: 2015-03-03
  • 招待講演
• [学会発表] 歩行ニューロリハビリテーションの最先端とスポーツの可能性―最新の研究動向から― (2014)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 脳神経科学研究会
  • 発表場所: 長野県、鹿教湯温泉、鹿教湯リハビリテーション病院
  • 年月日: 2014-08-30
  • 招待講演
• [学会発表] スポーツの認知神経科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 時間学セミナーin慶應
  • 発表場所: 神奈川県、横浜市、慶応大学
  • 年月日: 2014-08-11
  • 招待講演
• [学会発表] アダプテッドスポーツの理論と実際―水中ポールウォークの紹介― (2014)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 日本スイミングクラブ協会講演会
  • 発表場所: 東京都、江東区、YMCA
  • 年月日: 2014-07-13
  • 招待講演
• [学会発表] 歩行ニューロリハビリテーションの可能性―最新の研究動向から― (2014)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 脳神経科学研究会
  • 発表場所: 大阪府、大阪市、大阪保健福祉専門学校
  • 年月日: 2014-04-19
  • 招待講演
• [学会発表] 歩行のニューロリハビリテーション－臨床的応用－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 生体計測応用研究会
  • 発表場所: 東京都、大田区、東京工科大
  • 年月日: 2013-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] 神経の可塑性と脊髄損傷のリハビリテーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 日本生理人類学会
  • 発表場所: 京都府、京田辺市、同志社大学
  • 年月日: 2013-10-26
  • 招待講演
• [学会発表] アダプテッドスポーツの可能性と今日的課題 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会
  • 発表場所: 東京都、千代田区、日本教育会館
  • 年月日: 2013-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] 歩行ニューロリハビリテーションの可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 脳神経科学セミナー
  • 発表場所: 長野県、鹿教湯温泉、鹿教湯リハビリテーション病院
  • 年月日: 2013-08-24
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of Sensory Input on Spinal and Corticospinal Excitabilities During Robot-Assisted Stepping. (2013)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: nd Joint World Congress of ISPGR and Gait and Mental Function
  • 発表場所: 秋田県、秋田市、秋田ビューホテル
  • 年月日: 2013-06-22
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of peripheral sensory information on corticospinal and spinal reflex excitabilities during robotically assisted stepping (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimitaka Nakazawa
  • 学会等名: Anual Assembly of Liaoning Academy of Physical Medicine and Rehabilitation
  • 発表場所: 西安、中国
  • 招待講演
• [学会発表] 他動ステッピングに伴う末梢感覚入力が脊髄反射系に与える短期可塑的効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 第50回生体医工学会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-04-29
• [学会発表] Effects of somatosensory information on corticospinal and spinal reflex excitabilities during robotically assisted stepping (2011)
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: FICCDAT Conference
  • 発表場所: トロント(カナダ)(招待講演)
• [学会発表] 歩行ニューロリハビリテーションの基礎
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 鹿教湯神経脳科学セミナー
  • 発表場所: 鹿教湯リハビリテーション病院（上田）
  • 招待講演
• [学会発表] 免荷歩行トレーニングの神経生理
  • 著者名/発表者名: 中澤公孝
  • 学会等名: 日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京）
  • 招待講演