| 研究概要 |
1.等運動性CKC運動におけるEMS作用の解析
これまで開発を行ってきた臥床患者向けのCKC訓練機を改良してEMSアシストを加え理想的な下肢の等運動性CKC訓練システムを製作した。本訓練機はサイクロイド曲線を利用してなめらかな膝の屈伸が行える。訓練中は蹴る力の方向が股関節と膝関節の中間から足部に向かうのが理想である。そこで足部出力をフィードバックしてこの理想的な範囲内に出力のベクトルが収まるようにEMSで制御するメカニズムを持たせた。具体的にはフットプレートの下に設置したロードセルがつま先方向への出力を検知した時、EMS装置の電源がオンとなり、ハムストリングあるいは下腿三頭筋に電気刺激が加わるようにした。さらに等運動性CKC訓練を側面からビデオ撮影しフットプレートの下に設置したロードセルのデータから得られた足部出力ベクトルを同期して映像出力するシステムを製作し、下肢の各関節のトルク解析を可能にした。
2.培養神経細胞による最適な電気刺激の検討
神経細胞から他の神経細胞へ、あるいは神経細胞から筋細胞等への興奮伝達は電気を介して行われている。電気的興奮を与えられた細胞は電位依存性Ca^<2+>チャンネルが活性化することで細胞の活動や生存が保持されている。この時のCa^<2+>チャンネルの活性化は、カルモジュリン又はMAPキナーゼを用いた細胞内情報伝達経路を介しCREBという転写因子を活性化することで細胞が活動することに働いている。今回我々は、PC12培養神経細胞にNicolet Viking IV筋電計による100mA,30分の電気刺激を直接与えたところ細胞の生存保持と神経再生が強く促進されることを見出した。この際電気は、細胞内情報伝達経路としてp38MAPキナーゼを使用してCREBを活性化することで再生促進に働くことが判明した。
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