• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

神経筋メタ・ネットワーク構造に基づく歩行介入戦略の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K27934
補助金の研究課題番号 23H03244 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

野嶌 一平  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (20646286)

研究分担者 美馬 達哉  立命館大学, 先端総合学術研究科, 教授 (20324618)
植木 美乃  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40467478)
宇野 光平  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 助教 (50873585)
松井 佑介  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (90761495)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2026年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2025年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード脳筋ネットワーク / 歩行 / 筋シナジー / 聴覚リズム刺激 / パーキンソン病
研究開始時の研究の概要

歩行機能の向上を目指す従来のリハビリテーション(リハ)介入では、筋力や可動域といった構造的な問題の解決を目指した介入が主に行われていた。一方で、歩行を制御する脳や筋の協調的な機能への介入も重要であるが、これらのネットワーク間の相互的関係性と歩行機能の関係性は十分にわかっていない。本研究では、歩行中の脳筋ネットワーク評価を確立するとともに、ネットワーク構造を基盤とした全く新しいリハ介入の開発を行い、歩行機能向上に向けた新しいリハ介入の確立を目指す。

研究実績の概要

研究の第1段階として、歩行時の脳筋間のメタ・ネットワークを評価した。健常若年者20名を対象に歩行中の脳活動および筋活動を計測し、歩行のリズムや速度といったパラメーターに関連する脳および筋ネットワークの特徴量の抽出を行った。筋ネットワークの解析では、解剖学的な筋同士のつながりについて、骨格筋システムと筋協調活動の単位である筋シナジーを算出している。筋シナジー解析については、統計学的な確率近似モデルを作成することで、安定した筋シナジー推定を実現するアルゴリズムの開発を行い、現在論文投稿中である(Matsui, Nojima. Under review)。脳筋間の連結性に関しては、皮質筋コヒーレンス解析により評価を進めている。コヒーレンス解析においては、1歩行周期中の筋活動区間を個別に抽出し、対象区間における連結性を評価した。この区間抽出においては、筋活動時間が被験者ごとで異なるため、ウェーブレット解析を基盤としたコヒーレンス解析を採用し、実施している。また、聴覚リズム刺激を付加することで、脳筋ネットワークの有意な活性化が見られている。今後、縦断的な介入実験により脳活動による筋活動制御の歩行運動への因果的関与のメカニズムを明らかにしていく。
研究の第2段階としては、健常成人における歩行データ収集および解析に加え、パーキンソン病患者など歩行障害を有する患者を対象としたデータも収集し、歩行機能変化とネットワーク間の関係性を縦断的に検討していく。そして、疾患特異的に破綻した脳筋ネットワークを調整する安全な介入手法の開発を進めていくことを予定している。特に、介入における最適な方法(回数や頻度)、効果発現機序、効果継続期間など、多角的に検討し、臨床で利用可能な方法の提案を行っていく。

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

健常成人を対象とした歩行データ計測は計画通り進み、データ解析プラットフォームの開発はほぼ完了している。またパーキンソン病患者など歩行障害を有する患者のデータ計測も開始しており、全体としてはおおむね順調である。

今後の研究の推進方策

聴覚音リズム刺激による脳筋ネットワーク修飾効果について、現在得られているデータを元に論文化を進める。さらに、歩行機能障害を有する患者(パーキンソン病患者など)のデータを解析することで、歩行運動に関連するまたは歩行異常に関連する脳筋ネットワーク特徴量を明らかにする。そして、選択されたパラメータを基盤とした閉ループ制御介入システムの開発を進めていく。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Static magnetic field stimulation enhances shunting inhibition via a SLC26 family Cl- channel, inducing intrinsic plasticity2024

    • 著者名/発表者名
      Adya Saran Sinha, Sumiya Shibata, Yasuyuki Takamatsu, Tenpei Akita, Atsuo Fukuda, Tatsuya Mima
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 44(9) ページ: e1324222024-e1324222024

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1324-22.2024

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EMG-EMG coherence during voluntary control of human standing tasks: a systematic scoping review2023

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Eiji、Horiuchi Yuki、Nojima Ippei
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 17 ページ: 1145751-1145751

    • DOI

      10.3389/fnins.2023.1145751

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gait-combined closed-loop brain stimulation can improve walking dynamics in Parkinsonian gait disturbances: a randomised-control trial2023

    • 著者名/発表者名
      Nojima Ippei、Horiba Mitsuya、Sahashi Kento、Koganemaru Satoko、Murakami Satona、Aoyama Kiminori、Matsukawa Noriyuki、Ono Yumie、Mima Tatsuya、Ueki Yoshino
    • 雑誌名

      Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry

      巻: 94 号: 11 ページ: 938-944

    • DOI

      10.1136/jnnp-2022-329966

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intermuscular Coherence during Quiet Standing in Sub-Acute Patients after Stroke: An Exploratory Study2023

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Eiji、Goto Ryosuke、Kawakami Michiyuki、Tateishi Takaki、Kondo Kunitsugu、Nojima Ippei
    • 雑誌名

      Brain Sciences

      巻: 13 号: 12 ページ: 1640-1640

    • DOI

      10.3390/brainsci13121640

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Swallow-related Brain Activity in Post-total Laryngectomy Patients: A Case Series Study2023

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Akari、Koganemaru Satoko、Takahashi Toshimitsu、Takemura Yuu、Irisawa Hiroshi、Goto Kazutaka、Matsuhashi Masao、Mima Tatsuya、Mizushima Takashi、Kansaku Kenji
    • 雑誌名

      Progress in Rehabilitation Medicine

      巻: 8 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.2490/prm.20230026

    • ISSN
      2432-1354
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] N-of-1 Trial of Electrical Sensory Stimulation Therapy on the Tibial Innervated Area during Gait in a Case of Post-stroke Sensory Disturbance2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka Tatsuya、Takagi Yuta、Shimomura Ryota、Murata Yuki、Shimotake Katsumi、Itoh Akihiro、Mima Tatsuya、Koganemaru Satoko
    • 雑誌名

      Progress in Rehabilitation Medicine

      巻: 8 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.2490/prm.20230018

    • ISSN
      2432-1354
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcranial static magnetic field stimulation (tSMS) can induce functional recovery in patients with subacute stroke2023

    • 著者名/発表者名
      Shimomura Ryota、Shibata Sumiya、Koganemaru Satoko、Minakuchi Masatoshi、Ichimura Sachimori、Itoh Akihiro、Shimotake Katsumi、Mima Tatsuya
    • 雑誌名

      Brain Stimulation

      巻: 16 号: 3 ページ: 933-935

    • DOI

      10.1016/j.brs.2023.05.024

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-invasive Brain Stimulation in Post-stroke Dysphagia Rehabilitation: A Narrative Review of Meta-analyses in 20222023

    • 著者名/発表者名
      Shibata Sumiya、Koganemaru Satoko、Mima Tatsuya
    • 雑誌名

      Progress in Rehabilitation Medicine

      巻: 8 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.2490/prm.20230015

    • ISSN
      2432-1354
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation can alleviate spasticity and induce functional recovery in patients with severe chronic stroke: A prospective, non-controlled, pilot study2023

    • 著者名/発表者名
      Yukawa Yoshihiro、Shibata Sumiya、Koganemaru Satoko、Minakuchi Masatoshi、Shimomura Ryota、Nakamura Kazuhito、Mima Tatsuya
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 9 号: 4 ページ: e15564-e15564

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e15564

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Priming effects of transcutaneous vagus nerve stimulation on the neuromodulation induced by transcranial static magnetic field stimulation in human motor cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Shibata Sumiya、Takahashi Hirotaka、Miida Yu、Mima Tatsuya、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology

      巻: 154 ページ: 194-197

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2023.08.004

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of transcranial static magnetic stimulation over unilateral or bilateral motor association cortex on performance of simple and choice reaction time tasks2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Takuya、Watanabe Tatsunori、Ito Kanami、Horinouchi Takayuki、Shibata Sumiya、Kurumadani Hiroshi、Sunagawa Toru、Mima Tatsuya、Kirimoto Hikari
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 17 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fnhum.2023.1298761

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Network‐based systematic dissection of exercise‐induced inhibition of myosteatosis in older individuals2023

    • 著者名/発表者名
      Iijima Hirotaka、Ambrosio Fabrisia、Matsui Yusuke
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: - 号: 1 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1113/jp285349

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Network‐based cytokine inference implicates Oncostatin M as a driver of an inflammation phenotype in knee osteoarthritis2023

    • 著者名/発表者名
      Iijima Hirotaka、Zhang Fan、Ambrosio Fabrisia、Matsui Yusuke
    • 雑誌名

      Aging Cell

      巻: 23 号: 2 ページ: 00-00

    • DOI

      10.1111/acel.14043

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 臨床での動作解析に向けたOpenPoseベースのシステム開発とその信頼性評価2023

    • 著者名/発表者名
      野嶌一平
    • 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 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経筋ネットワーク解析に基づく新しい運動介入への挑戦2023

    • 著者名/発表者名
      野嶌一平
    • 学会等名
      第52回長野県理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 歩行の神経筋制御評価と介入2023

    • 著者名/発表者名
      井ノ上 真白, 野池 貫志, 松井 佑介, 宇野 光平, 野嶌 一平
    • 学会等名
      第11回日本運動器理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 地域で活用できる姿勢推定ライブラリを基盤とした動作解析システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      井ノ上 真白, 野池 貫志, 松井 佑介, 宇野 光平, 野嶌 一平
    • 学会等名
      第10回日本予防理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 亜急性期脳卒中患者の静止立位における下肢筋間コヒーレンスの縦断的変化2023

    • 著者名/発表者名
      山中 英士, 後藤 凌介, 川上 途行, 立石 貴樹, 近藤 国嗣, 野嶌 一平
    • 学会等名
      第21回日本神経理学療法学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 亜急性期脳卒中患者の静止立位における左右脚COP同調性の縦断的変化-dual force platesを用いた検討-2023

    • 著者名/発表者名
      山中 英士, 後藤 凌介, 川上 途行, 立石 貴樹, 近藤 国嗣, 野嶌 一平
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 単一および複数セッションの前脛骨筋機能的電気刺激介入に伴う歩行時皮質脊髄活動の変化:症例報告2023

    • 著者名/発表者名
      山中 英士, 佐藤 孝嗣, 奥山 航平, 井上 靖悟, 辻川 将弘, 野嶌 一平
    • 学会等名
      第2回日本物理療法合同学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A novel approach using neurofeedback learning to enhance cerebellar brain inhibition in spinocerebellar degeneration patients.2023

    • 著者名/発表者名
      Erika Omae, Atsushi Shima, Kazuki Tanaka, Akari Ogawa, Masako Yamada, Cao Yedi, Mima Tatsuya, Tadashi Isa, Satoko Koganemaru.
    • 学会等名
      Neuroscience2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] N-of-1 試験による難治性嚥下障害に対する経頭蓋的直流電気刺激(tDCS)効果の検討2023

    • 著者名/発表者名
      平川佳菜 、小金丸聡子、岩永健、島淳、曹叶迪、大前恵利夏、山田真子、田中和樹、美馬達哉、末廣篤、大森孝一
    • 学会等名
      第47回日本嚥下医学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Priming effects of transcutaneous vagus nerve stimulation on the inhibitory effects of transcranial static magnetic field stimulation on the human primary motor cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Sumiya Shibata, Hirotaka Takahashi, Yu Miida, Tatsuya Mima, Hideaki Onishi
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 筋電図を用いたリズム聴覚刺激による運動制御メカニズム解明へ向けたフィジオーム解析2023

    • 著者名/発表者名
      嶋﨑航次, 飯島弘貴, 宇野光平, 野嶌一平, 松井佑介
    • 学会等名
      日本計算機統計学会第37回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リズム聴覚刺激による神経筋制御変化のフィジオーム解析2023

    • 著者名/発表者名
      嶋﨑航次, 飯島弘貴, 宇野光平, 野嶌一平, 松井佑介
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] システム生物学的アプローチによる骨格筋健常老化におけるゲノム不安定性に伴うスプライシング活性変化と運動介入による可塑性の解析2023

    • 著者名/発表者名
      兒玉 隼汰, 飯島 弘貴, 松井 佑介
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] DX時代におけるデータ駆動型スポーツ・健康科学へ向けて2023

    • 著者名/発表者名
      坂田響, 宇野光平, 飯島弘貴, 松井佑介
    • 学会等名
      第31回日本運動生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi