Brain stimulation と動作スキル学習に関する運動神経生理学的研究

• 研究課題/領域番号: 25350815
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 船瀬 広三 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (40173512)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: スポーツ科学 / 経頭蓋磁気刺激 / 一次運動野 / 興奮性 / 動作スキル学習 / 運動パフォーマンス / 末梢神経刺激 / 一次運動野興奮性

研究成果の概要

誤差修正が必要な視覚追従動作課題による運動スキル習得後の練習回数が，大脳皮質運動野（M1）興奮性と運動学習保持能力に強く関わっていることを明らかにした．また，末梢神経刺激と経頭蓋磁気刺激の組合わせによるpaired associative simulation（PAS）法を用いて，M1興奮性を一過性に増大させることが筋出力に影響を与えるか否かについて検討した結果，PAS後にMEP振幅増大と最大随意収縮力増大が見られた．非侵襲的脳刺激法の一手法であるPASによるM1興奮性操作が基本的な運動パフォーマンスに対しても効果をもたらす可能性が示された．

研究成果

• [雑誌論文] Patterned sensory nerve stimulation enhances the reactivity of spinal Ia inhibitory interneurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinji Kubota, Masato Hirano, Takuya Morishita, Kazumasa Uehara, Kozo Funase
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 26 号: 5 ページ: 249-253
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000335
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Excitability changes in the left primary motor cortex innervating the hand muscles induced during speech about hand or leg movements (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Onmyoji, Shinji Kubota, Masato Hirano, Megumi Tanaka, Takuya Morishita, Kazumasa Uehara, Kozo Funase
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 594 ページ: 46-50
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2015.03.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of tactile stimulation on primary motor cortex excitability during action observation combined with motor imagery (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Kubota S, Onmyoji Y, Hirano M, Uehara K, Morishita T, Funase K
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 600 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2015.05.057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactions Among Learning Stage, Retention, and Primary Motor Cortex Excitability in Motor Skill Learning (2015)
  • 著者名/発表者名: Masato Hirano, Shinji Kubota, Shigeo Tanabe, Yoshiki Koizume, Kozo Funase
  • 雑誌名: Brain Stimulation 巻: 8 号: 6 ページ: 1195-1204
  • DOI: 10.1016/j.brs.2015.07.025
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changes in the spinal neural circuits are dependent on the movement speed of the visuomotor task. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubota S, Hirano M, Koizume Y, Tanabe S, Funase K.
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience. 巻: 9 ページ: 1-14
  • DOI: 10.3389/fnhum.2015.00667
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-term practice induced plasticity in the primary motor cortex innervating the ankle flexor in football juggling experts (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirano M, Kubota S, Morishita T, Uehara K, Fujimoto S, Funase K
  • 雑誌名: Motor Control, 巻: 18 号: 3 ページ: 310-321
  • DOI: 10.1123/mc.2013-0059
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 感覚入力方法の違いが脊髄反射回路の活動変化に及ぼす影響について－末梢神経電気刺激と筋振動刺激による比較－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 窪田 慎治, 平野 雅人, 守下卓也, 上原 一将, 船瀬 広三
  • 雑誌名: 物理療法科学 巻: 21 ページ: 32-39
• [雑誌論文] Unilateral imagined movement increases interhemispheric inhibition from the contralateral to ipsilateral motor cortex (2014)
  • 著者名/発表者名: Liang N, Funase K, Takahashi M, Matsukawa K, Kasai T
  • 雑誌名: Exp Brain Res 巻: 232 号: 6 ページ: 1823-1832
  • DOI: 10.1007/s00221-014-3874-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of ipsilateral primary motor cortex activity to the execution of voluntary movements in humans: A review of recent studies (2014)
  • 著者名/発表者名: Uehara K, Funase K
  • 雑誌名: The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine 巻: 3 号: 3 ページ: 297-306
  • DOI: 10.7600/jpfsm.3.297
  • NAID: 130004972978
  • ISSN: 2186-8123, 2186-8131
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Different modulation of short- and long-latency interhemispheric inhibition from active to resting primary motor cortex during a fine-motor manipulation task (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Morishita, Shinji Kubota, Masato Hirano, Kozo Funase
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 2(10) 号: 10 ページ: 1-14
  • DOI: 10.14814/phy2.12170
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional difference in short- and long-latency interhemispheric inhibiti on from active to resting hemisphere during a unilateral muscle contraction (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Uehara, Takuya Mori shita, Shinji Kubota, Masato Hirano, Kozo Funase
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 111 号: 1 ページ: 17-25
  • DOI: 10.1152/jn.00494.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inter-individual variation in reciprocal Ia inhibition is dependent on the descending volleys delivered from corticospinal neurons to Ia interneurons (2014)
  • 著者名/発表者名: Kubota S, Uehara K, Morishita T, Hirano M, Funase K
  • 雑誌名: Journal of Electromyography and Kinesiology 巻: 24 号: 1 ページ: 46-51
  • DOI: 10.1016/j.jelekin.2013.11.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term practice induced plasticity in the primary motor cortex innervating the ankle flexor in football juggling experts (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirano M, Kubota S, Morishita T, Uehara K, Fujimoto S, Funase K
  • 雑誌名: Motor Control 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] 感覚入力方法の違いが脊髄反射回路の活動変化に及ぼす影響について: 末梢神経電気刺激と筋振動刺激による比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 窪田 慎治, 平野 雅人, 守下 卓也, 上原 一将, 船瀬 広三
  • 雑誌名: 日本物理療法学会学会誌 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural mechanisms underlying the changes in ipsilateral primary motorcortex excitability during unilateral rhythmic muscle contraction (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Uehara, Takuya Morishita, Shinji Kubota, Kozo Funase
  • 雑誌名: Behavioural Brain Research 巻: 240 ページ: 33-45
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2012.10.053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in the ipsilateral motor cortex excitability is independent fiom a muscle contraction phase during unilateral repetitive isometric contractions (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Uehara, Takuya Morishita, Shinji Kubota, Kozo Funase
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 号: 1 ページ: e55083-e55083
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0055083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetry of interhemispheric inhibition from active to resting primary motor cortex induced by a fine-motor maipulation task of either dominant or non-dominant hand (2013)
  • 著者名/発表者名: Morishita T, Uehara K, Kubota S, Funase K
  • 雑誌名: Advances in Exercise and Sports Physiology 巻: 19 ページ: 15-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in the ipsilateral motor cortex excitability induced by different frequencies of afferent inputs in healthy subjects: a TMS study (2013)
  • 著者名/発表者名: Uehara K, Morishita T, Kubota S, Hirano M, Funase K
  • 雑誌名: Advances in Exercise and Sports Physiology 巻: 19 ページ: 61-72
  • NAID: 110009673900
  • 査読あり
• [学会発表] 運動学習に伴う short-latency afferent inhibition の変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小井詰喜希，窪田慎治, 平野雅人，田辺茂雄，船瀬広三
  • 学会等名: 第45回日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] The effect of movement speed of visuomotor task on the activity of spinal inhibitory circuits (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubota S, Hirano K, Koizume Y, Tanabe S, Funase K
  • 学会等名: Neuroscience 2015, Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] 律動性 visuomotor 課題における足関節運動速度の違いに依存した脊髄反射回路の活動性変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 窪田慎治, 平野雅人, 小井詰喜希, 船瀬広三
  • 学会等名: 第23回日本運動生理学会
  • 発表場所: 日本体育大学
  • 年月日: 2015-07-24
• [学会発表] 律動性 visuomotor 課題後にみられるシナプス前抑制量の変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 窪田 慎治, 平野 雅人, 小井詰喜希, 田辺茂雄, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第9回 Motor Control 研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-06-25
• [学会発表] Relationship between intrinsic intracortical inhibition and rate of motor skill learning (2015)
  • 著者名/発表者名: Koizume Y, Hirano M, Kubota s, Tanabe S, Funase K
  • 学会等名: 1st International Brain Stimulation Conference
  • 発表場所: Singapore Expo Convention and Exhibition Centre
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-04
• [学会発表] Change in M1 excitability occur during the slow-learning stage of motor skill learning (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirano M, Kubota s, Tanabe S, Koizume Y, Funase K
  • 学会等名: 1st International Brain Stimulation Conference
  • 発表場所: Singapore Expo Convention and Exhibition Centre
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-04
• [学会発表] Movement speed-dependent modulation on the activity of spinal inhibitory circuits (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubota S, Hirano M, Koizume Y, Tanabe S, Funase K
  • 学会等名: 1st International Brain Stimulation Conference
  • 発表場所: Singapore Expo Convention and Exhibition Centre
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-04
• [学会発表] 運動学習における学習段階と一次運動野興奮性の関連性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平野 雅人, 窪田 慎治, 小井詰喜希, 田辺茂雄, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第44回日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-21
• [学会発表] シナプス前抑制回路が律動性関節運動パフォーマンスに及ぼす影響について (2014)
  • 著者名/発表者名: 窪田 慎治, 平野 雅人, 小井詰喜希, 田辺茂雄, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第44回日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-21
• [学会発表] Long-term practice induced plasticity in the primary motor cortex innervating the ankle flexor in football juggling experts (2014)
  • 著者名/発表者名: 平野 雅人
  • 学会等名: 平成26年度広島体育学会研究発表例会
  • 発表場所: 広島大学東千田キャンパス
  • 年月日: 2014-10-08
• [学会発表] Interhemispheric interaction と随意運動の関係について (2014)
  • 著者名/発表者名: 上原 一将
  • 学会等名: 第31回筋電図の会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] 運動学習によって生じるM1興奮性変化の個人差について (2014)
  • 著者名/発表者名: 平野 雅人, 窪田 慎治, 船瀬広三
  • 学会等名: 第22回日本運動生理学会
  • 発表場所: 川崎医療福祉大学
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-20
• [学会発表] 脊髄Ia抑制性介在ニューロンに対する下行性および上行性入力の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 窪田 慎治
  • 学会等名: 第28回ヒトの随意運動制御研究会
  • 発表場所: 川崎医療福祉大学
  • 年月日: 2014-07-18
• [学会発表] 動作イメージを伴う他者の把持動作観察時の手指筋支配M1興奮性に対する指尖体性感覚刺激の影響について (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中 恩, 上原 一将, 窪田慎治, 隠明寺 悠介, 守下 卓也, 平野雅人, 船瀬広三
  • 学会等名: 第49回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] 手と脚動作に関する文章発声時の左大脳皮質一次運動野の興奮性変化と皮質内抑制回路 (2014)
  • 著者名/発表者名: 隠明寺 悠介, 窪田慎治, 田中恩, 平野 雅人, 上原 一将, 守下卓也, 船瀬広三
  • 学会等名: 第49回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] Plasticity in primary motor cortex innervating the ankle flexor in football juggling experts (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirano M, Kubota S, Morishita T, Uehara K, Funase K
  • 学会等名: 30th International Congress of Clinical Neurophysiology
  • 発表場所: Berlin, Germany
• [学会発表] Excitability changes in spinal reciprocal inhibitory circuit induced by periodical sensory inputs (2014)
  • 著者名/発表者名: Kubota S, Hirano M, Morishita T, Uehara K, Funase K
  • 学会等名: 30th International Congress of Clinical Neurophysiology
  • 発表場所: Berlin, Germany
• [学会発表] Different modulation of short- and long-latency interhemispheric inhibition from active to resting primary motor cortex during a fine-motor manipulation task (2014)
  • 著者名/発表者名: Morishita T, Kubota S, Hirano M, Funase K
  • 学会等名: 30th International Congress of Clinical Neurophysiology
  • 発表場所: Berlin, Germany
• [学会発表] A comparison between short and long latency interhemispheric inhibition from the active to resting primary motor cortex during a unilateral muscle contraction (2014)
  • 著者名/発表者名: Uehara K, Morishita T, Kubota S, Hirano M, Funase K
  • 学会等名: 30th International Congress of Clinical Neurophysiology
  • 発表場所: Berlin, Germany
• [学会発表] 他者の把持動作観察時における体性感覚刺激が手指筋支配M1興奮性に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中 恩, 上原 一将, 窪田慎治, 隠明寺 悠介, 守下 卓也, 藤本 周策, 平野 雅人, 船瀬広三
  • 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] 手と脚に関する動詞発声時の左大脳皮質一次運動野の興奮性変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 隠明寺 悠介, 上原 一将, 窪田慎治, 田中 恩, 守下 卓也, 平野 雅人, 藤本 周策, 船瀬広三
  • 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] 脊髄相反抑制量と皮質脊髄路及び脊髄運動ニューロン興奮性の関係性について (2013)
  • 著者名/発表者名: 窪田 慎治, 上原 一将, 守下卓也, 隠明寺 悠介, 田中 恩, 平野 雅人, 藤本 周策, 船瀬広三
  • 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] Sensorimotor課題遂行時における半球間抑制回路の変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 守下 卓也
  • 学会等名: 第27回ヒトの随意運動制御研究会
  • 発表場所: 川越
  • 招待講演
• [学会発表] ボールリフティング熟練者における前脛骨筋支配一次運動野の可塑的変化について (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野 雅人, 窪田 慎治, 守下卓也, 上原 一将, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第21回日本運動生理学会
  • 発表場所: 川越
• [学会発表] 周期的な感覚刺激が脊髄相反抑制回路に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 窪田慎治, 平野雅人, 守下卓也, 上原一将, 船瀬広三
  • 学会等名: 第21回日本運動生理学会
  • 発表場所: 川越
• [学会発表] Sensorimotor課題遂行後の同側運動野の興奮性変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 守下 卓也, 上原 一将, 窪田慎治, 平野 雅人, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第21回日本運動生理学会
  • 発表場所: 川越
• [学会発表] 電気生理学を基礎とした運動制御研究の進展 (2013)
  • 著者名/発表者名: 守下 卓也
  • 学会等名: 第21回日本運動生理学会
  • 発表場所: 川越
  • 招待講演
• [学会発表] Paired associative stimulation効果の個人差と皮質内抑制回路 (2013)
  • 著者名/発表者名: 船瀬 広三, 藤本 周策, 平野 雅人, 窪田 慎治, 守下 卓也, 上原 一将, 隠明寺悠介, 田中 恩
  • 学会等名: 第21回日本物理療法学会
  • 発表場所: 横須賀
• [学会発表] 末梢への物理的刺激が脊髄運動ニューロン興奮性変化に与える影響について (2013)
  • 著者名/発表者名: 窪田 慎治, 平野 雅人, 守下 卓也, 上原 一将, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第21回日本物理療法学会
  • 発表場所: 横須賀
• [学会発表] 手および脚の運動に関する文章発声時の左大脳皮質一次運動野の興奮性変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 隠明寺 悠介, 窪田 慎治, 田中恩, 平野 雅人, 守下 卓也, 上原 一将, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第43回日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: 高知
• [学会発表] 長期トレーニングが前脛骨筋支配一次運動野の興奮性に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野 雅人, 窪田 慎治, 守下卓也, 上原 一将, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第43回日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: 高知
• [学会発表] 末梢からの感覚入力に伴う脊髄反射回路の活動性変化について (2013)
  • 著者名/発表者名: 窪田 慎治, 平野 雅人, 守下卓也, 上原 一将, 船瀬 広三
  • 学会等名: 第43回日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: 高知
• [備考] 広島大学大学院総合科学研究科運動神経生理学研究室
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/funase/index1.htm
• [備考] 上達後も繰り返し練習することで運動スキルを保持する能力も高くなる
  • URL: http://www.hiroshima-u.ac.jp/news/show/id/23835
• [備考] 広島大学HP英語版
  • URL: http://www.hiroshima-u.ac.jp/news/show/lang/en/id/2013
• [備考] AlphaGalileo
  • URL: http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=161996&CultureCode=en
• [備考] 広島大学HP英語版
  • URL: http://www.hiroshima-u.ac.jp/news/show/lang/en/id/2012
• [備考] 広島大学大学院総合科学研究科身体運動科学研究領域 Human Motor Control 研究室
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/funase/index1.htm
• [備考] 広島大学総合科学研究科運動神経生理学 Human Motor Control 研究室
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/funase/index1.htm