新規脳刺激法を用いたヒト運動野皮質の興奮調節機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25351000
• 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: 脳計測科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 緒方 勝也 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50380613)
• 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: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 経頭蓋磁気刺激 / 経頭蓋交流電気刺激 / 脳波 / 周波数分析 / 運動誘発電位 / 周期活動 / ウェーブレット変換 / 位相 / 時間周波数解析 / ヒルベルト変換

研究成果の概要

脳波周期活動が一次運動野興奮性もたらす影響を解析し、その神経基盤を基に経頭蓋交流電気刺激による新しい脳刺激法を開発することを目標とした。
脳波と一次運動野興奮性の関連性を評価するため、M1上にTMSを行い、TMS前の脳波とMEPを同時計測した。C3においてTMS時刻を基準として-500 ms前後でMEP振幅が高い試行の脳波はM振幅の低い試行に比較しα・β帯域でパワー値が高い結果が得られた。またこの結果は刺激強度に依存することが示唆された。
M1上に電極を配置し経頭蓋交流電気刺激によるM1興奮性の変化を評価した。周波数により影響されるのみならず、位相によっても興奮性が修飾されることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Neuromagnetic evidence that the right fusiform face area is essential for human face awareness: An intermittent binocular rivalry study. (in press) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kume Y, Maekawa T, Urakawa T, Hironaga N, Ogata K, Shigyo M, Tobimatsu S
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: in press ページ: 0-0
  • DOI: 10.1016/j.neures.2016.02.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A spatiotemporal signature of cortical pain relief by tactile stimulation: An MEG study. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayamizu M, Hagiwara K, Hironaga N, Ogata K, Hoka S, Tobimatsu S.
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 130 ページ: 175-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuromagnetic evidence for hippocampal modulation of auditory processing. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chatani, H., Hagiwara, K., Hironaga, N., Ogata, K., Shigeto, H., Morioka, T., Sakata, A., Hashiguchi, K., Murakami, N., Uehara, T., Kira, J., Tobimatsu, S.
  • 雑誌名: NeuroImage 巻: 124 ページ: 256-266
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2015.09.006
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neural substrates of species-dependent visual processing of faces: Use of morphed faces. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamada E., Ogata, K., Kishimoto, J., Tanaka, M., Urakawa, T., Yamasaki, T., Tobimatsu, S.
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 13 号: 5 ページ: 1-16
  • DOI: 10.14814/phy2.12387
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 経頭蓋直流電流刺激(tDCS)の基礎と臨床応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 緒方勝也、飛松省三
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: 54 ページ: 106-113
• [雑誌論文] Temporal dynamics of the knowledge-mediated visual disambiguation process in humans: a magnetoencephalography study. (2015)
  • 著者名/発表者名: Urakawa T, Ogata K, Kimura T, Kume Y, Tobimatsu S.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 41 号: 2 ページ: 234-42
  • DOI: 10.1111/ejn.12778
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proposal for a new MEG-MRI co-registration: A 3D laser scanner system. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hironaga, N., Hagiwara, K., Ogata, K., Hayamizu, M., Urakawa, T., Tobimatsu, S
  • 雑誌名: Clinical Neurophysiology 巻: 125 号: 12 ページ: 2404-2412
  • DOI: 10.1016/j.clinph.2014.03.029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Repetitive paired-pulse transcranial magnetic stimulation over the visual cortex selectively inhibits focal flash VEPs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Ogata K, Nakazono H, Tobimatsu S.
  • 雑誌名: Brain Stimul 巻: 7 号: 2 ページ: 275-80
  • DOI: 10.1016/j.brs.2013.12.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age-related changes across the primary and secondary somatosensory areas: An analysis of neuromagnetic oscillatory activities. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara, K., Ogata, K., Okamoto, T., Uehara, T., Hironaga, N., Shigeto, H., Kira, J-I, Tobimatsu, S
  • 雑誌名: Clinical Neurophysiology 巻: 125 号: 5 ページ: 1021-1029
  • DOI: 10.1016/j.clinph.2013.10.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rapid maturation of voice and linguistic processing systems in preschool children: A near-infrared spectroscopic study (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, T., Ogata, K., Maekawa, T., Ijichi, I., Katagiri, M., Mitsudo, T., Kamio, Y., Tobimatsu, S.
  • 雑誌名: Experimental Neurology 巻: 250 ページ: 313-320
  • DOI: 10.1016/j.expneurol.2013.10.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered visual predictive systems in bipolar disorder : evidence from visual MMN and P300 (2013)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T, Katsuki S, Kishimoto J, Onitsuka T, Ogata K, Yamasaki T, Ueno T, Tobimatsu S, Kanba S
  • 雑誌名: Front Hum Neurosci 巻: 26 ページ: 403-403
  • DOI: 10.3389/fnhum.2013.00403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repetitive paired-pulse transcranial magnetic stimulation over the visual cortex alters visual recovery function. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Ogata K, Tobimatsu S.
  • 雑誌名: Brain Stimul 巻: 6 号: 3 ページ: 298-305
  • DOI: 10.1016/j.brs.2012.05.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disrupted connectivityofmotorloopsinParkinson’s disease duringself-initiatedbutnot externally-triggeredmovements (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Taniwaki
  • 雑誌名: Brain research 巻: 1512 ページ: 45-49
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2013.03.027
  • 査読あり
• [学会発表] 皮質脳波活動は MEP振幅に影響するか？ ：開閉眼および刺激強度との関連 (2015)
  • 著者名/発表者名: 緒方勝也、中薗寿人、飛松省三
  • 学会等名: 第45回 日本臨床神経生理学会学術大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] Cortical EEG oscillations can predict the variable MEP amplitudes (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogata K, Nakazono H, Tobimatsu S
  • 学会等名: 45th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Cortical EEG oscillations can predict the variability of MEP amplitudes (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogata K, Nakazono H, Tobimatsu S
  • 学会等名: The 9th ICME International Conference on Complex Medical Engineering
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Relationship between MEP amplitudes and cortical EEG oscillations during eyes-open and close (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogata K, Nakazono H, Tobimatsu S
  • 学会等名: The 9th ICME International Conference on Complex Medical Engineering
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-06-18 – 2015-06-21
  • 招待講演
• [学会発表] Induction of plasticity in the human visual cortex by transcranial alternating current stimulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakazono H, Ogata K, Kimura T, Tobimatsu S
  • 学会等名: 1st International Brain Stimulation Conference
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-04
• [学会発表] 手内筋の同時活性化による一次運動野の興奮性はTMSコイルの向きによらず随意収縮する筋に依存する (2014)
  • 著者名/発表者名: 緒方勝也、中薗寿人、飛松省三
  • 学会等名: 第４４回日本臨床神経生理学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-21
• [学会発表] 疼痛動画視聴による痛みの共感は疼痛マトリックスの脱同期を生じる：脳磁図研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 緒方勝也、本山嘉正、早水真理子、萩原綱一、外須美夫、飛松省三
  • 学会等名: 第４４回日本臨床神経生理学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-21
• [学会発表] Co-activation of small hand muscles depends on the synergy of neighborhood contracting muscles but not M1 somatotopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Ogata, Hisato Nakazono, Tsuyoshi Okamoto and Shozo Tobimatsu
  • 学会等名: 30th International Congress of Clinical Neurophysiology
  • 発表場所: Berlin, Germany
• [学会発表] 小手筋の同時活性化に対する一次運動野の興奮性は隣接の随意運動する筋に依存する (2013)
  • 著者名/発表者名: 緒方勝也、中薗寿人、岡本剛、飛松省三
  • 学会等名: 第43回日本臨床神経生理学会学術大会
  • 発表場所: 高知