脳刺激による学習・記憶神経回路の修飾と運動機能促進：リハビリテーションへの応用

• 研究課題/領域番号: 24680061
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 浜松医科大学 (2014-2016); 名古屋工業大学 (2012-2013)
• 研究代表者: 田中 悟志 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (10545867)
• 研究協力者: 山口 智史 ; 守屋 耕平 ; 立本 将士 ; 藤本 修平 ; 前田 和平 ; 小山 総一朗 ; 北 佳保里 ; 田中 智子
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 27,040千円 (直接経費: 20,800千円、間接経費: 6,240千円); 2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2013年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2012年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
• キーワード: 脳刺激 / 神経科学 / リハビリテーション / 脳卒中 / 学習 / 運動 / 心理学 / 経頭蓋脳刺激法 / 記憶 / 脳機能操作 / 非侵襲脳機能計測 / 経頭蓋直流電気刺激法 / 磁気刺激

研究成果の概要

経頭蓋直流電気刺激法(tDCS)の効果の射程および神経系への影響に関して検討を行った．健常者を用いた実験では，身体に対する注意と運動野へのtDCSを組み合わせることにより（１）運動皮質可塑性の誘導ができること，（２）運動学習の促進効果が刺激から1か月後も持続することが確認された．脳卒中患者に対しても同様の刺激パラメータが促進効果を持つことが示されたが，その効果にはかなりの個人差が認められた．一方、神経系への効果に関しては，機能的MRI実験では，tDCSによる線条体活動への有意な効果は検出できなかった．よって「tDCSにより皮質‐線条体回路の活動が修飾される」という仮説は支持されなかった．

研究成果

• [国際共同研究] Aalto University(Finland)
• [国際共同研究] Max Planck Institute(Germany)
• [雑誌論文] Transcranial direct current stimulation over the opercular somatosensory region does not influence experimentally induced pain: a triple blind, sham-controlled study. (2017)
  • 著者名/発表者名: Koyama S, Nakagawa K, Tanaka S
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 28 号: 3 ページ: 158-162
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000723
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcranial direct current stimulation does not affect lower extremity muscle strength training in healthy individuals: a triple-blind, sham-controlled study (2017)
  • 著者名/発表者名: Maeda K, Yamaguchi T, Tatemoto T, Kondo K, Otaka Y and Tanaka S
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 11 ページ: 179-179
  • DOI: 10.3389/fnins.2017.00179
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electric fields of motor and frontal tDCS in a standard brain space: A computer simulation study. (2016)
  • 著者名/発表者名: Laakso I, Tanaka S, Mikkonen M, Koyama S, Sadato N, Hirata A
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 137 ページ: 140-151
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2016.05.032
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 経頭蓋直流電気刺激の脳卒中リハビリテーションへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 雑誌名: The Japanese Journal of Rehabilitation Medicine 巻: 53 号: 6 ページ: 446-451
  • DOI: 10.2490/jjrmc.53.446
  • NAID: 130005166247
  • ISSN: 1881-3526, 1881-8560
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 経頭蓋直流電気刺激法の基礎と応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 雑誌名: 脳科学とリハビリテーション 巻: 16 ページ: 35-41
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcranial ｄirect ｃurrent ｓtimulation over the primary and secondary somatosensory cortices transiently improves tactile spatial discrimination in stroke patients (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto S, Kon N, Otaka Y, Yamaguchi T, Nakayama T, Kondo K, Ragert P, Tanaka S
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 10 ページ: 128-128
  • DOI: 10.3389/fnins.2016.00128
  • NAID: 120005818243
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Overstatement in Happiness Reporting with Ordinal, Bounded Scale (2016)
  • 著者名/発表者名: Saori C.Tanaka, Katsunori Yamada, Ryo Kitada, Satoshi Tanaka, Sho K. Sugawara, Fumio Ohtake and Norihiro Sadato
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1038/srep21321
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A transcranial direct current stimulation over the sensorimotor cortex modulates the itch sensation induced by histamine (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa K., Mochizuki H., Koyama S., Tanaka S., Sadato N., Kakigi R
  • 雑誌名: Clinical Neurophysiology 巻: 127 号: 1 ページ: 827-832
  • DOI: 10.1016/j.clinph.2015.07.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Inter-subject variability in electric fields of motor cortical tDCS (2015)
  • 著者名/発表者名: Laakso I,Tanaka S, Koyama S, De Santis V, Hirata A
  • 雑誌名: Brain Stimulation 巻: 8 号: 5 ページ: 906-913
  • DOI: 10.1016/j.brs.2015.05.002
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 経頭蓋直流電気刺激による手の感覚機能の向上とその臨床応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 雑誌名: バイオメカニズム学会誌 巻: 39 ページ: 87-92
  • NAID: 130005145358
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dual-hemisphere transcranial direct current stimulation over primary motor cortex enhances consolidation of a ballistic thumb movement. (2015)
  • 著者名/発表者名: Koyama S, Tanaka S, Tanabe S, Sadato N
  • 雑誌名: Neuroscience letters 巻: ５８８ ページ: 49-53
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2014.11.043
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 経頭蓋直流電気刺激の基礎と実際 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 雑誌名: 総合リハビリテーション 巻: 41 ページ: 43-48
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 神経疾患に対する経頭蓋直流電気刺激法(tDCS) (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 雑誌名: 脳21 巻: 18 ページ: 39-43
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dual-hemisphere transcranial direct current stimulation improves performance in a tactile spatial discrimination task. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto S, Yamaguchi T, Otaka Y, Kondo K, Tanaka S
  • 雑誌名: Clinical neurophysiology 巻: 125 号: 8 ページ: 1669-1674
  • DOI: 10.1016/j.clinph.2013.12.100
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [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, 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] Effects of transcutaneous spinal DC stimulation on plasticity of the spinal circuits and corticospinal tracts in humans (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi T, Fujimoto S, Otaka Y, Tanaka S
  • 雑誌名: Proceedings of the 6th international IEEE EMBS neural engineering conference 巻: 1 ページ: 275-278
  • DOI: 10.1109/ner.2013.6695925
  • 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] Anodal transcranial direct current stimulation over the lower limb motor cortex increases the cortical excitability with extracephalic reference electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatemoto T, Yamaguchi T, Otaka Y ; Kondo K, Tanaka S
  • 雑誌名: Converging Clinical & Engineering Research on Neurorehabilitation 巻: 1 ページ: 831-835
  • DOI: 10.1007/978-3-642-34546-3_135
  • ISBN: 9783642345456, 9783642345463
  • 査読あり
• [学会発表] 身体に対する注意と経頭蓋直流電気刺激法の組み合わせが慢性期脳卒中片麻痺患者の上肢機能に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 守屋耕平，山口智史，近藤国嗣，大高洋平，田中悟志
  • 学会等名: 第 51 回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激法（tDCS）の基礎と実践 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 学会等名: 第23回脳機能とリハビリテーション研究会学術集会
  • 発表場所: 千葉
  • 招待講演
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激法（tDCS）：実施の方法とポイント (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 学会等名: 第23回脳機能とリハビリテーション研究会学術集会
  • 発表場所: 千葉
  • 招待講演
• [学会発表] 意識障害に対する経頭蓋直流電気刺激 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 学会等名: 第24回日本意識障害学会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2015-07-24
  • 招待講演
• [学会発表] 学習課題中の体性感覚電気刺激が運動学習と半球間抑制に与える影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口智史， 菅原憲一， 前田和平， 田辺茂雄， 田中悟志， 里宇明元
  • 学会等名: 第50回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2015-06-05
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激は脳卒中患者の触覚弁別能力を向上する 二重盲検ランダム化クロスオーバー比較試験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤本修平， 今法子， 大高洋平， 山口智史， 大須理英子， 近藤国嗣， 田中悟志
  • 学会等名: 第50回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2015-06-05
• [学会発表] 科学的根拠に基づいた医療の創設を目指す回復期リハビリテーション病院の取り組み (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上靖悟， 大高洋平， 山口智史， 小宅一彰， 大須理英子， 田中悟志， 倉山太一， 坂田祥子， 補永薫， 近藤国嗣
  • 学会等名: 第50回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2015-06-05
• [学会発表] 身体に対する注意と経頭蓋直流電気刺激法の組み合わせが慢性期脳卒中片麻痺患者の上肢機能に与える影響 二重盲検法による予備的検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 守屋耕平， 山口智史， 近藤国嗣， 大高洋平， 田中悟志
  • 学会等名: 第50回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2015-06-05
• [学会発表] Transcranial direct current stimulation improves tactile discrimination in stroke patients (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto S. Kon N. Otaka Y. Yamaguchi T. Osu R. Kondo K. Tanaka S
  • 学会等名: World Confederation for Physical Therapy Congress 2015
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2015-05-01
  • 国際学会
• [学会発表] Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the primary motor cortex during training enhances over-night consolidation of newly-learned ballistic thumb skill. (2014)
  • 著者名/発表者名: Koyama S, Tanaka S, Tanabe S, Sadato N
  • 学会等名: The 44th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC
  • 年月日: 2014-11-17
• [学会発表] Transcranial direct current stimulation improves audioverbal memory in patients with stroke. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuta T, Osu R, Takeda K, Tanaka S, Oishi A, Kondo K, Liu M
  • 学会等名: The 44th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC
  • 年月日: 2014-11-17
• [学会発表] Dual-hemisphere direct current stimulation over the secondary somatosensory cortex improves spatial tactile acuity in human. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto S, Yamaguchi T, Kon N, Osu R, Otaka Y, Kondo K, Kitada R, Tanaka S
  • 学会等名: Neuroscience 2014
  • 発表場所: Yokoyama
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 身体に対する注意と経頭蓋直流電気刺激法の組み合わせは手指の運動成績を向上させる (2014)
  • 著者名/発表者名: 守屋 耕平，山口 智史 ，田辺 茂雄，近藤 国嗣, 大高 洋平, 田中 悟志
  • 学会等名: 第49回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] 一次運動野に対する経頭蓋直流電気刺激は運動技能の定着を促進する (2014)
  • 著者名/発表者名: 小山総市朗, 田中悟志, 田辺茂雄, 定藤規弘
  • 学会等名: 第49回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激が下肢筋力トレーニングに与える効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田 和平，山口 智史，立本 将士，近藤 国嗣，大高 洋平，田中 悟志
  • 学会等名: 第49回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] 二次体性感覚野への経頭蓋直流電気刺激は触覚弁別能力を向上する (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤本修平，山口智史，今法子，大須理英子，大高洋平，近藤国嗣，田中悟志
  • 学会等名: 第49回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] Electrical stimulation to central and peripheral nervous systems: application for neurorehabilitation (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S
  • 学会等名: 5th WCPT-AWP & ACPT congress
  • 発表場所: Taichung, Taiwan
• [学会発表] Skillful pedaling training induces cortical plasticity in the lower limb motor cortex. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatemoto T, Yamaguchi T, maeda K, Tanabe S, Kondo K, Otaka Y, Tanaka S
  • 学会等名: 5th WCPT-AWP & ACPT congress
  • 発表場所: Taichung, Taiwan
• [学会発表] Dual-hemispheric transcranial direct current stimulation (tDCS) improves performance in tactile discrimination task. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto S, Yamaguchi T, Okata Y, Sadato N, Osu R, Kondo K, Tanaka S
  • 学会等名: 5th WCPT-AWP & ACPT congress
  • 発表場所: Taichung, Taiwan
• [学会発表] Relationship between lower limb muscle strength and motor evoked potential after transcranial direct current stimulation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda, K, Yamaguchi T, Tatemoto T, Tanabe S, Kondo K, Otaka Y, Tanaka S
  • 学会等名: 5th WCPT-AWP & ACPT congress
  • 発表場所: Taichung, Taiwan
• [学会発表] Attention enhances motor cortical plasticity induced by transcranial brain stimulation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Moriya K, Yamaguchi T, Fujimoto S, Tatemoto T, Tanabe S, Kondo K, Otaka Y, Tanaka S
  • 学会等名: 5th WCPT-AWP & ACPT congress
  • 発表場所: Taichung, Taiwan
• [学会発表] Facilitative effect of dual-hemispheric transcranial direct current stimulation (tDCS) on performance in tactile discrimination task. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto S, Yamaguchi T, Okata Y, Sadato N, Osu R, Kondo K, Tanaka S.
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Modulation of human motor cortical plasticity by attention to the hand. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S, Moriya K, Tanabe S, Otaka Y, Yamaguchi T.
  • 学会等名: Society for Neuroscience 43rd Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] Effects of transcutaneous spinal DC stimulation on plasticity of the spinal circuits and corticospinal tracts in humans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi T, Fujimoto S, Otaka Y, Tanaka S
  • 学会等名: The 6th international IEEE EMBS neural engineering conference
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] ペダリング運動に伴う脳の可塑的変化：磁気共鳴画像法(MRI)を用いた灰白質体積変化の検討． (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田とわ，山口智史，立本将士、前田和平、田辺茂雄、近藤国嗣，大高洋平，田中悟志
  • 学会等名: 第48回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 下肢ペダリング運動によるトラッキング課題の学習と皮質内興奮性への影響． (2013)
  • 著者名/発表者名: 立本将士，山口智史，前田和平、田辺茂雄、近藤国嗣，大高洋平，田中悟志
  • 学会等名: 第48回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激後の下肢筋力と運動誘発電位の関係． (2013)
  • 著者名/発表者名: 前田和平，山口智史，立本将士、田辺茂雄、近藤国嗣，大高洋平，田中悟志
  • 学会等名: 第48回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 身体に対する注意は経頭蓋直流電気刺激法による運動皮質興奮性変化を促進する． (2013)
  • 著者名/発表者名: 守屋耕平，山口智史，藤本修平，立本将士、田辺茂雄、近藤国嗣，大高洋平，田中悟志
  • 学会等名: 第48回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 経頭蓋直流電気刺激の安全性の検討‐実施後のアンケート調査‐ (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口智史，田中悟志，守屋耕平、立本将士、前田和平、武田胡太郎、近藤国嗣，大高洋平
  • 学会等名: 第48回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Social manipulation of motor skill acquisition. (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志
  • 学会等名: 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] nodal transcranial direct current stimulation over the lower limb motor cortex increases the cortical excitability with extracephalic reference electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatemoto T, Yamaguchi T, Otaka Y, Kondo K, Tanaka S
  • 学会等名: International Conference on NeuroRehabilitation
  • 発表場所: Hotel Beatriz(Toledo, Spain)
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] 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, Seki K, Hanakawa T, Harada M, Sugawara SK, Sadato N, Watanabe K, Honda M
  • 学会等名: Society for Neuroscience 42st Annual Meeting
  • 発表場所: the Ernest N. Mortal Convention Center (USA)
  • 年月日: 2012-10-15
• [学会発表] fMRI activity predicts individual difference of the tDCS improvement in calculation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kasahara K, Tanaka S, Hanakawa T, Senoo A, Honda M.
  • 学会等名: Neuroscience 2012
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知)
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Transcranial direct current stimulation (tDCS) : implications for neuro-rehabilitation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S
  • 学会等名: 第六回Motor Control研究会国際シンポジウム
  • 発表場所: 岡崎コンフェレンスセンター(愛知)
  • 年月日: 2012-06-22
• [図書] 発達科学ハンドブック8 脳の発達科学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中悟志（分担加筆。「脳の可塑性」を担当）
  • 総ページ数: 317
  • 出版者: 新曜社
• [備考] google scholar
  • URL: https://scholar.google.co.jp/citations?user=8qpaeBcAAAAJ&hl=ja
• [備考] researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/tanakasatoshi/
• [備考] http://researchmap.jp/tanakasatoshi/