随意運動に関わる脊髄神経機構に可塑性を促す神経リハビリテーション法の開発

• 研究課題/領域番号: 26560282
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 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: 杏林大学
• 研究代表者: 中島 剛 杏林大学, 医学部, 助教 (60435691)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 神経システム再構築 / ニューロリハビリテーション / 脊髄 / 脊髄障害 / 運動イメージ / 神経リハビリテーション / 脊髄反射回路 / 脊髄可塑性 / 脊髄神経機構 / 随意運動回復 / 反射回路 / 神経リハビリテーション法 / 痙縮制御

研究成果の概要

本研究は、脊髄障害後、脊髄神経系の退行抑制を促し、運動機能の再建を担う詳細な神経基盤の理解とその方法論の開発を念頭におき、研究を行った。特に、脳から脊髄へのわずかな運動指令でも運動発現できる方法論と訓練法について開発し、具体的には、被験者が脳内で運動をイメージするだけで、反射性に自由な運動を表出するシステムを構築した。さらに、これらのトレーニングを継続すると、実際の随意運動の軌跡動揺がスムーズになることが観察された。当該トレーニングは、運動イメージのみで訓練するが、興味深いことに、運動を繰り返し行う運動トレーニングと同等の効果が得られることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Reassessment of non-monosynaptic excitation from the motor cortex to motoneurons in single motor units of the human biceps brachii (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Nakajima, T. Tazoe, M. Sakamoto, T. Endoh, S. Shibuya, L.A. Elias, R.A. Mezzarane, T. Komiyama and Y. Ohki
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 11 ページ: 19-19
  • DOI: 10.3389/fnhum.2017.00019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Vestibular stimulation-induced facilitation of cervical premotoneuronal systems in humans. (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, T. Nakajima, S. Irie, R. Ariyasu, T. Komiyama and Y. Ohki.
  • 雑誌名: PlosOne 巻: 12(4) 号: 4 ページ: e0175131-e0175131
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0175131
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neural mechanisms underlying reversal of cutaneous reflexes during human bipedal walking (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Nakajima, Shinya Suzuki, Genki Futatsubashi, Hiroyuki Ohtsuska2,4, Rinaldo A. Mezzarane, Trevor S. Barss, Taryn Klarner, E. Paul Zehr and Tomoyoshi Komiyama
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: In press 号: 1 ページ: 1-25
  • DOI: 10.1152/jn.01011.2015
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Short-term plasticity in a monosynaptic reflex pathway to forearm muscles after continuous robot-assisted passive stepping. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Kamibayashi K, Kitamura T, Komiyama T, Zehr EP, Nakazawa K.
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 10 ページ: 368-368
  • DOI: 10.3389/fnhum.2016.00368
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Motor imagery of cuscle contraction is available to induce long-lasting potentiation in indirect cortico-motoneuronal excitation in a relaxed muscle. (2016)
  • 著者名/発表者名: Irie S, Nakajima T, Suzuki S, Ariyasu R, Komiyama T, Ohki Y
  • 学会等名: Neuroscience 2016
  • 発表場所: アメリカ サンディエゴ
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] ヒト脊髄内の代替神経機構を強化する運動機能の回復戦略 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島 剛, 小宮山伴与志, 大木 紫
  • 学会等名: 早稲田スポーツサイエンス研究会
  • 発表場所: 所沢
  • 年月日: 2016-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] ヒト脊髄内の代替神経機構を強化する運動機能の回復戦略、 シンポジウム５ 「運動生理学における神経系研究の最新トピック～ヒトの巧みな動作を支える神経適応能」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島 剛, 小宮山伴与志, 大木 紫
  • 学会等名: 第24回日本運動生理学会大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2016-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] Vestibular stimulation facilitates cervical interneuronal systems mediating corticospinal excitation to arm motoneurons in humans (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Nakajima T, Irie S, Ariyasu R, Komiyama T, Ohki Y
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Long-lasting potentiation on indirect cortico-motoneuronal excitation in a relaxed muscle could be induced by use of motor imagery. (2016)
  • 著者名/発表者名: Irie S, Nakajima T. Suzuki S., Ariyasu R., Komiyama T, Ohki Y
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] ヒト前庭刺激を利用した安静筋における間接的皮質脊髄路の長期増強. (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸弥, 中島剛, 入江駿, 一寸木洋平, 小宮山伴与志, 大木紫.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] ヒトの間接的皮質-脊髄路への抑制性システムの可塑的変化. (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島剛, 鈴木伸弥, 二橋元紀, 入江駿, 小宮山伴与志, 大木紫.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学学会,
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28