磁気共鳴機能画像法による、脳可塑性の機構解明と適切なリハビリテーション療法の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15700394
• 研究機関: (財)先端医療振興財団
• 研究代表者: 當間 圭一郎 先端医療振興財団, 先端医療センター・細胞組織工学利用医療支援システム研究部, 主任研究員 (30360845)
• キーワード: 磁気共鳴機能画像法 / 脳可塑性 / 神経再生 / 運動野 / 感覚野 / 感覚運動連関 / リハビリテーション / 脳血管障害

研究概要

従来のリハビリテーション療法では、実際に起こる脳活動の変化についての充分なevidenceが無かった。我々は、リハビリテーションで用いられている物理療法前後における脳可塑的変化の有無を検討することを目的とした。15名の健常被験者を対象として、経皮的抹梢神経刺激を右拇指球部位に15分間加えた。経皮的抹梢神経刺激前後における運動時の脳活動の経時変化を、磁気共鳴機能画像法(functional MRI)を用いて記録した。感覚刺激には低周波治療器トリオ300とカーボン電極から成る刺激システムを用いた。その結果、感覚刺激を加えた場合には、加えなかった場合(対照群)に比較して、より早期から運動野の可塑的変化が始まることを見出した。体性感覚野は運動野と強い解剖学的結合を有するため、体性感覚入力によって間接的に運動野の可塑的変化が促進された可能性が考えらた(感覚運動連関)。本研究成果については、国際学会発表を行った(Tomaら、Plastic change of motor cortex induced by transcutaneous electric nerve stimulation、2003年度International Society for Magnetic Resonance in Medicine)。また、現在論文投稿中である。体性感覚刺激によって運動野が効率的に活動することが示され、脳障害後の運動機能回復に体性感覚刺激を活用する道が開かれた。
現在、運動療法前後における運動野の可塑的変化をfunctional MRIを用いて検討する研究を開始している。運動は複数の要素的なパラメーターから構成されている。本研究では、どのような運動要素が運動野の可塑的変化にとって最も重要な役割を演じているのかを明らかにする予定である。

研究成果

• [文献書誌] Toma K, Ozawa M, Matsuo K, Nakai T, Fukuyama H, Sato S: "The role of the human supplementary motor area in reactive motor operation."Neuroscience Letters. 344. 177-180 (2003)
• [文献書誌] 當間圭一郎: "頭皮上脳波と磁気共鳴機能画像法を用いた、運動関連脳電位の発生源の検討(総説)"臨床脳波. (発表予定)(in press).
• [文献書誌] Matsuo K, Kato C, Sumiyoshi C, Toma K, Thuy DHD, Moriya T, Nakai T.: "Discrimination of Exner's area and the frontal eye field in humans - functional magnetic resonance imaging during language and saccade tasks."Neuroscience Letters. 340. 13-16 (2003)
• [文献書誌] Nakai T, Kato C, Glover GH, Toma K, Moriya T, Matsuo K.: "A functional magnetic resonance imaging study of internal modulation of an external visual cue for motor execution."Brain Research. 968. 233-247 (2003)
• [文献書誌] Kanda M, Mima T, Oga T, Matsuhashi M, Toma K, Hara H, Satow T, Nagamine T, Rothwell J, Shibasaki H.: "Transcranial magnetic stimulation (TMS) of the sensorimotor cortex and medial frontal cortex modifies human pain perception."Clinical Neurophysiology. 114. 860-866 (2003)
• [文献書誌] Oishi K, Toma K, Matsuo K, Nakai T, Chihara K, Fukuyama H.: "Cortical motor areas in plantar response : An event-related functional MRI study in normal subjects."Neuroscience Letters. 345. 17-20 (2003)