発振操作による動的ネットワークの再組織化

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解
• 研究課題/領域番号: 15H05880
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 美馬 達哉 立命館大学, 先端総合学術研究科, 教授 (20324618)
• 研究分担者: 牛場 潤一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00383985) ; 神作 憲司 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 脳機能系障害研究部, 研究室長 (60399318)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 非侵襲的脳刺激法 / オシレーション / リハビリテーション

研究実績の概要

本研究では、神経精神疾患の発症とその機能回復には、発振現象オシレーションを基盤としてネットワークの動的な変化すなわち再組織化が関わっているという「ネットワーク病態」仮説を検証することを目的としている。とくに、脳卒中を中心とした臨床研究によって脳再組織化を解明する。
A03,A04班との共同研究として、脳磁図を用いた基盤的研究を行い、新しい手法での脳活動測定法をてんかんにおいて確立した。また、本年度の備品としては、非侵襲的脳刺激のDCS機器を購入し、臨床研究を推進する体制を整えている。また、モバイル型での脳波筋電図記録を可能とするシステムをカスタマイズした備品として購入し、オシロロジー研究を進めている。また、分担研究者の神作、牛場においても研究は当初の計画通りに進行している。
オシレーションを利用した非侵襲的脳刺激法によるリハビリテーションを行うための準備を整え、連携研究者の小金丸らと行い、健常者での研究結果の一部はすでに投稿している。また、脳卒中患者での実験結果についても、投稿準備中である。また、連携研究者の植木・野嶌らとともに、新たにパーキンソン病患者への臨床応用研究をスタートさせ，研究を加速している。さらに、連携研究者の前澤らとは、まったく新しい発振という観点からの咀嚼嚥下研究を行っている。
本年度はさらに、A01班とGABAと非侵襲的脳刺激法の関連について動物実験での詳細な検討を予定している。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初のターゲット患者群であった脳卒中で良い結果が得られる見込みがあるため、パーキンソン病などの他疾患への応用を進めている。

今後の研究の推進方策

前澤仁志助教（北海道大学）、小金丸聡子助教（北海道大学）、高松泰行博士（立命館大学）らを研究組織に加えて、効率的に研究を遂行している。

研究成果

• [国際共同研究] University Hospital Goettingen(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: University Hospital Goettingen
• [国際共同研究] National Institute of Health(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: National Institute of Health
• [雑誌論文] Neural pattern similarity between contra- and ipsilateral movements in high-frequency band of human electrocorticograms. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, Y., R. Matsumoto, T. Nakae, K. Usami, M. Matsuhashi, T. Kikuchi, K. Yoshida, T. Kunieda, S. Miyamoto, T. Mima, A. Ikeda and *R. Osu (2017)
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 147 ページ: 302-313
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2016.11.058
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 「新しい磁気刺激リハビリテーション開発と可塑性の解明」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 美馬 達哉
  • 雑誌名: 廣川信隆編『ブレインサイエンス・レビュー2017』クバプロ 巻: 2017 ページ: 271-282
• [雑誌論文] Cortical Mechanisms of Tongue Sensorimotor Functions in Humans: A Review of the Magnetoencephalography Approach (2017)
  • 著者名/発表者名: Maezawa H
  • 雑誌名: Frontiers in human neuroscience 巻: 134 ページ: 1-16
  • DOI: 10.3389/fnhum.2017.00134.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Movement-related cortical magnetic fields associated with self-paced tongue protrusion in humans (2017)
  • 著者名/発表者名: Maezawa H, Oguma H, Hirai Y, Hisadome K, Shiraishi H, Funahashi M
  • 雑誌名: Neuroscience research 巻: 117 ページ: 22-27
  • DOI: 10.1016/j.neures.2016.11.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of intraperitoneally administered L-histidine on food intake, taste, and visceral sensation in rats (2017)
  • 著者名/発表者名: Okusha Y, Hirai Y, Maezawa H, Hisadome K, Inoue N, Yamazaki Y, Funahashi M.
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s12576-016-0476-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A hybrid BMI-based exoskeleton for paresis: EMG control for assisting arm movements. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawase T, Sakurada T, Koike Y, Kansaku K.
  • 雑誌名: Journal of Neural Engineering 巻: 14（1） ページ: 016015
  • DOI: 10.1088/1741-2552/aa525f
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal Organization and Cross-Frequency Coupling of Sleep Spindles in Primate Cerebral Cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, S., R. Murai, H. Shimazu, Y. Isomura, T. Mima and *T. Tsujimoto
  • 雑誌名: Sleep 巻: 39(9) ページ: 1719-1735
  • DOI: 10.5665/sleep.6100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combination of Static Magnetic Fields and Peripheral Nerve Stimulation Can Alter Focal Cortical Excitability. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nojima, I., S. Koganemaru and *T. Mima
  • 雑誌名: Front Hum Neurosci 巻: 10 ページ: 598
  • DOI: 10.3389/fnhum.2016.00598
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epileptic network of hypothalamic hamartoma: An EEG-fMRI study (2016)
  • 著者名/発表者名: Usami, K., R. Matsumoto, N. Sawamoto, H. Murakami, M. Inouchi, T. Fumuro, A. Shimotake, T. Kato, T. Mima, H. Shirozu, H. Masuda, H. Fukuyama, R. Takahashi, S. Kameyama and *A. Ikeda
  • 雑誌名: Epilepsy Res 巻: 125 ページ: 1-9
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Neural Mechanism of Preference Shifting Under Zero Price Condition. (2016)
  • 著者名/発表者名: *Votinov, M., T. Aso, H. Fukuyama and T. Mima
  • 雑誌名: Front Hum Neurosci 巻: 10 ページ: 177
  • DOI: http://dx.doi.org/10.3389/fnhum.2016.00177
  • 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] 「脳波コヒーレンス」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 美馬 達哉
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 34(7) 巻: 34 ページ: 766-770
• [雑誌論文] 「脱精神医学化の二つのエッジ RDoC（研究領域基準）とマッドネス」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 美馬 達哉
  • 雑誌名: 現代思想 巻: 44(17) ページ: 73-89
• [雑誌論文] Brain-machine interfaces for rehabilitation of poststroke hemiplegia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ushiba J and Soekadar SR
  • 雑誌名: Progress in Brain Research 巻: 228 ページ: 163-83
  • DOI: doi: 10.1016/bs.pbr.2016.04.020.
  • 国際共著
• [雑誌論文] Recovery of Impaired Somatosensory Evoked Fields after Improvement of Tongue Sensory Deficits with Neurosurgical Reconstruction (2016)
  • 著者名/発表者名: Maezawa H, Tojyo I, Yoshida K, Fujita S
  • 雑誌名: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery 巻: 74 ページ: 1473-1482
  • DOI: 10.1016/j.joms.2016.01.011.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cortico-muscular communication for motor control of the tongue in humans: a review. (2016)
  • 著者名/発表者名: Maezawa H
  • 雑誌名: Journal of Oral Biosciences 巻: 58 ページ: 69-72
  • DOI: 10.1016/j.job.2016.03.001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparatory state and postural adjustment strategies for choice reaction step initiation (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Ishida K, Tanabe S, Nojima I
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 332 ページ: 140-148
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2016.06.055.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance monitoring and response conflict resolution associated with choice stepping reaction tasks. (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Tsutou K, Satio K, Ishida K, Tanabe S, Nojima I
  • 雑誌名: Exp Brain Res 巻: 234(11) ページ: 3355-3365
  • DOI: 10.1007/s00221-016-4733-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrcally induced mechanomyograms reflect inspiratory muscle strenght in young or elderly subjects (2016)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Nojima I, Agarie Y, Watanabe T, Fukuhara S, Fujinaga T, Oka H
  • 雑誌名: Respir Investig 巻: 54(6) ページ: 436-444
  • DOI: 10.1038/srep28105
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arm crossing updates brain functional connectivity of the left posterior parietal cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ora H, Wada M, Salat D, Kansaku K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 28105
  • DOI: 10.1038/srep28105
  • 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] An evaluation of training with an auditory P300 brain-computer interface for the Japanese Hiragana syllabary. (2016)
  • 著者名/発表者名: Halder S, Takano T, Ora H, Onishi A, Utsumi K, Kansaku K.
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 10 ページ: 446
  • DOI: 10.3389/fnins.2016.00446
  • 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] ブレイン-マシン・インターフェイス技術によるコミュニケーション支援 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神作憲司
  • 雑誌名: ノーマライゼーション-障害者の福祉 巻: 36(4) ページ: 16-19
• [学会発表] Coherent MEG activity during subitizing. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takano K, Ora H, Kansaku K.
  • 学会等名: The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2017-03-30 – 2017-03-30
  • 国際学会
• [学会発表] EEG evaluation of relative change of subjective sleepiness. (2017)
  • 著者名/発表者名: Utsumi K, Takano K, Onodera O, Kansaku K.
  • 学会等名: The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2017-03-30 – 2017-03-30
  • 国際学会
• [学会発表] Decoded neurofeedback training using MEG/SSVEF in patients with cervical spinal cord injury. (2017)
  • 著者名/発表者名: Morita N, Takano K, Kansaku K.
  • 学会等名: The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2017-03-30 – 2017-03-30
  • 国際学会
• [学会発表] 脳波によるBMI技術：社会への実装に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 神作憲司
  • 学会等名: 第19回日本ヒト脳機能マッピング学会・シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-03-09 – 2017-03-09
• [学会発表] Branch Atheromatous Disease (BAD)患者及びパーキンソン病患者における安静立位姿勢の神経生理学的特徴 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邊龍憲、齊藤浩太郎、堀場充哉、板本将吾、景山真知子、杉浦江美、石田和人、野嶌一平
  • 学会等名: 第26回愛知県理学療法学会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2017-03-05 – 2017-03-05
• [学会発表] 基礎から臨床へのトランスレーション (2017)
  • 著者名/発表者名: 野嶌一平
  • 学会等名: 第26回愛知県理学療法学会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2017-03-05 – 2017-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] 感覚情報処理における脳信号の解析と利用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高野弘二, 神作憲司
  • 学会等名: 「非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解」第3回領域会議
  • 発表場所: 立命館大学いばらぎキャンパス（大阪府茨木市）
  • 年月日: 2017-01-06 – 2017-01-06
• [学会発表] 「科学技術による精神医学の変容 DSMから研究領域基準（RDoC）へ」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 美馬 達哉
  • 学会等名: 第28回生命倫理学会シンポジウム「生命倫理学にとって『科学技術』とは何か」
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス大阪大学コンベンションセンター（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2016-12-03 – 2016-12-03
• [学会発表] Speech comprehension in patients with persistent vegetative state: a neuroimaging approach. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okahara Y, Utsumi K, Takano K, Odaka K, Uchino Y, Kansaku K.
  • 学会等名: The 46th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: サンディエゴ（アメリカ）
  • 年月日: 2016-11-16 – 2016-11-16
  • 国際学会
• [学会発表] 右前頭葉への経頭蓋直流刺激を行った脳卒中後アパシーの二例 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤岳史・小室太郎・麻生俊彦・美馬達哉
  • 学会等名: 第46回日本臨床神経生理学会学術大会
  • 発表場所: ホテルハマツ（福島県郡山市）
  • 年月日: 2016-10-29 – 2016-10-29
• [学会発表] ヒトの舌随意運動の皮質制御機構 : 脳磁図 ─ 筋電図コヒーレンス解析によるアプローチ (2016)
  • 著者名/発表者名: 前澤 仁志
  • 学会等名: 第46回日本臨床神経生理学会（招待講演）
  • 発表場所: ホテルハマツ（福島県福島市）
  • 年月日: 2016-10-29 – 2016-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] リズムの変化が運動準備脳電位に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島淑恵・美馬達哉・大寺雅子・岩本敏志・庄村雅子
  • 学会等名: 第46回日本臨床神経生理学会学術大会
  • 発表場所: ホテルハマツ（福島県郡山市）
  • 年月日: 2016-10-28 – 2016-10-28
• [学会発表] "Feeling of bodily congruence to visual stimuli improves (2016)
  • 著者名/発表者名: Ushiba J
  • 学会等名: ICNR, International Conference on NeuroRehabilitation
  • 発表場所: セゴビア（スペイン）
  • 年月日: 2016-10-21 – 2016-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] 脳磁図によるヒトの舌随意運動の中枢制御機構解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 前澤 仁志
  • 学会等名: 日本摂食嚥下リハビリテーション学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-09-23 – 2016-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] 筋間コヒーレンスによる動作予測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野嶌一平、美馬達哉
  • 学会等名: 第1回基礎理学療法学夏の学校
  • 発表場所: NASPAニューオータニ（新潟県南魚沼郡）
  • 年月日: 2016-08-20 – 2016-08-20
• [学会発表] 経頭蓋静磁場刺激の効果とメカニズム、そして臨床応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野嶌一平、美馬達哉
  • 学会等名: 第1回基礎理学療法学夏の学校
  • 発表場所: NASPAニューオータニ（新潟県南魚沼郡）
  • 年月日: 2016-08-20 – 2016-08-20
  • 招待講演
• [学会発表] A BMI-based robotic exoskeleton for neurorehabilitation and daily actions: effects of hybrid BMI-based assistance on muscle activities in a stroke patient. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawase T, Koike Y, Kansaku K.
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-22 – 2016-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] "The cortical neural activity in high empathy group was different from that in low empathy group (2016)
  • 著者名/発表者名: 濱田昌義・Jun Matsubayashi・Makiko Furuya・松橋眞生・美馬達哉・Hidenao Fukuyama・三谷章
  • 学会等名: 第39回日本神経学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20 – 2016-07-20
• [学会発表] A crossed hands illusion task in an amputee with a prosthesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Ora H, Takano K, Kansaku K.
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20 – 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Affective sounds applied to auditory P300 brain-machine interface. (2016)
  • 著者名/発表者名: Onishi A, Ora H, Kansaku K.
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20 – 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] 脳のエシックス」シンポジウム「脳神経科学研究と倫理」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 美馬 達哉
  • 学会等名: 第53回医学系大学倫理委員会連絡会議
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-07-02 – 2016-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] 音楽の併用がボタン押しの運動関連電位に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中島淑恵・美馬達哉・大寺雅子・出江紳一
  • 学会等名: 第53回日本リハビリテーション医学会学術集会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-10 – 2016-06-10
• [学会発表] Initial evaluation of an auditory P300 brain-computer interface for the Japanese Hiragana syllabary. (2016)
  • 著者名/発表者名: Halder S, Takano K, Ora H, Onishi A, Utsumi K, Kansaku K.
  • 学会等名: International Brain-Computer Interface (BCI) Meeting 2016
  • 発表場所: Pacific Grove（アメリカ）
  • 年月日: 2016-06-01 – 2016-06-01
  • 国際学会
• [学会発表] ブレイン・マシン・インターフェースと理学療法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牛場潤一
  • 学会等名: 第51回日本理学療法学術大会 分科学会企画セッション 日本支援工学理学療法学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-05-28 – 2016-05-28
  • 招待講演
• [学会発表] 選択的ステップ動作時の予測的姿勢制御エラーの発現にはその準備状態が影響する (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邊龍憲、石田和人、田辺茂雄、竹内裕喜、野嶌一平
  • 学会等名: 第51回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-05-27 – 2016-05-27
• [学会発表] 「ヒト脳刺激・可塑性・学習」特別講演 (2016)
  • 著者名/発表者名: 美馬 達哉
  • 学会等名: 第10回日本作業療法研究学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ・コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2016-05-21 – 2016-05-21
  • 招待講演
• [学会発表] 脳磁図による術後性舌感覚異常の客観的評価 －臨床応用の可能性― (2016)
  • 著者名/発表者名: 前澤 仁志
  • 学会等名: 日本口腔科学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2016-04-17 – 2016-04-17
  • 招待講演
• [図書] 金融ジェロントロジー 「健康寿命」と「資産寿命」をいかに伸ばすか (2017)
  • 著者名/発表者名: 牛場潤一（清家篤（監修））
  • 総ページ数: 206（97-121）
  • 出版者: 東洋経済新報社