最も効果的なヒト脳可塑性誘導法の開発：PA-QPSの基礎的/臨床的研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09724
• 研究機関: 福島県立医科大学
• 研究代表者: 村上 丈伸 福島県立医科大学, 医学部, 助教 (00403428)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: PA-QPS / シナプス可塑性 / 長期増強 / 長期抑圧 / PAS / QPS / 経頭蓋磁気刺激法

研究実績の概要

非侵襲的脳刺激法（TMS）と末梢神経電気刺激とを組み合わせた新しいプロトコル（paired-associative quadripulse stimulation: PA-QPS）を考案し、皮質脊髄路に効果的で確実なシナプス可塑性を誘導できるか検証した。
右利き健常成人を対象とし、被験者は快適なリクライニングチェアに座った。右短拇指外転筋に導出電極を装着し、左一次運動野にTMSを行い、安静時での運動誘発電位（MEP）を記録した。4連発の運動閾値下磁気刺激と4連発の正中神経電気刺激とを組み合わせたPA-QPSを行い、皮質脊髄路の可塑性変化を誘導した。その後のMEPの変化について10分毎に60分まで記録した。
PA-QPSは、4連発磁気刺激の刺激間隔によって、興奮性・抑圧性の両方向性の効果を誘導することができた。さらに電気刺激の刺激タイミングによって抑圧性効果がさらに増強されたり、逆に効果を消失させることができた。多数の被験者でPA-QPSの効果を検証したところ、ほかのTMSプロトコルに比べて抑圧性効果が比較的安定していることが確認された。
PA-QPSは皮質脊髄路に効果的で確実な抑圧的効果を誘導できることが示された。さらに、末梢神経からの入力のタイミングにより、PA-QPSの効果が制御されることが分かった。PA-QPSは将来的には感覚運動連関の機能障害とされるジストニア患者の治療として臨床応用できる可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] A unique shape of the brainstem lesion causing orthostatic hypotension in anti-NMDAR encephalitis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Murakami T., Nakatani-Enomoto S., Enomoto H., Takahashi Y., Ugawa Y.
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: - ページ: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Novel pathogenic XK mutations in McLeod syndrome and interaction between XK protein and chorein. (2019)
  • 著者名/発表者名: Urata Y., Nakamura M., Sasaki N., Shiokawa N., Nishida Y., Arai K., Hiwatashi H., Yokoyama I., Narumi S., Terayama Y., Murakami T., Ugawa Y., Sakamoto H., Kaneko S., Nakazawa Y., Yamasaki R., Sadashima S., Sakai T., Arai H., Sano A.
  • 雑誌名: Neurology: Genetics 巻: - ページ: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Coil model comparison for cerebellar transcranial magnetic stimulation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Can M., Laakso I., Nieminen J., Murakami T., Ugawa Y.
  • 雑誌名: Biomedical Physics and Engineering Express 巻: - ページ: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 化膿性脳室炎を合併した細菌性髄膜炎における抗菌薬治療～自験例と症例報告の検討～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 時村瞭, 井口正寛, 伊藤英一, 村上丈伸, 宇川義一.
  • 雑誌名: 臨床神経 巻: 59 ページ: 133-138
  • DOI: 10.5692/clinicalneurol.cn-001210
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A multi-scale computational approach based on TMS experiments for the assessment of electro-stimulation thresholds of the brain at intermediate frequencies. (2018)
  • 著者名/発表者名: Soldati M., Mikkonen M., Laakso I., Murakami T., Ugawa Y., Hirata A.
  • 雑誌名: Physics in Medicine and Biology 巻: 63 ページ: -
  • DOI: 10.1088/1361-6560/aae932
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The motor network reduces multisensory illusory perception. (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami T., Abe M., Wiratman W., Fujiwara J., Okamoto M., Mizuochi-Endo T., Iwabuchi T., Makuuchi M., Yamashita A., Tiksnadi A., Chang F-Y., Kubo H., Matsuda N., Kobayashi S., Eifuku S., Ugawa Y.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 38 ページ: 9679-9688
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3650-17.2018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Where and what TMS activates: Experiments and modeling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Laakso I., Murakami T., Hirata A., Ugawa Y.
  • 雑誌名: Brain Stimulation 巻: 11 ページ: 166-174
  • DOI: 10.1016/j.brs.2017.09.011
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] TMS can detect abnormal synaptic plasticity associated with amyloid-beta and Tau pathology in early staged dementia. (2019)
  • 著者名/発表者名: Murakami T., Abe M., Tiksnadi A., Futamura M., Kobayashi N., Hashimoto Y., Ugawa Y.
  • 学会等名: 3rd Brain Stimulation Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Peripheral electrical nerve stimulation modulated QPS-induced synaptic plasticity. (2019)
  • 著者名/発表者名: Murakami T.
  • 学会等名: 3rd Brain Stimulation Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Higher efficacy and less inter-individual variability in QPS than TBS: head to head comparison study. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tiksnadi A., Murakami T., Wiratman W., Ugawa Y.
  • 学会等名: 3rd Brain Stimulation Conference
• [学会発表] 著明な脊髄萎縮を認めたミトコンドリア病の52歳女性例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 時村瞭, 安田恵, 阿部亜妃子, 黒見祐美子, 板垣裕也, 阿部暖, 服部香寿美, 村上丈伸, 金井数明
  • 学会等名: 第103回日本神経学会東北地方会
• [学会発表] 多発脳神経麻痺で発症し進行性の筋力低下を呈した82歳女性例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 阿部暖, 榎本雪, 板垣裕也, 阿部亜妃子, 時村瞭, 安田恵, 吉田健二, 村上丈伸, 金井数明
  • 学会等名: 第103回日本神経学会東北地方会
• [学会発表] 診断に苦慮した中枢神経原発悪性リンパ腫の1例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 阿部亜妃子, 吉田健二, 板垣裕也, 阿部暖, 時村瞭, 服部香寿美, 黒見祐美子, 安田恵, 村上丈伸, 小林俊輔, 榎本博之, 金井数明, 宇川義一
  • 学会等名: 第216回日本内科学会東北地方会
• [学会発表] Peripheral electrical nerve stimulation modulated QPS-induced synaptic plasticity. (2018)
  • 著者名/発表者名: Wiratman W., Murakami T., Kobayashi S., Enomoto H., Ugawa Y.
  • 学会等名: 4th Taiwan International Congress of Parkinson’s Disease and Movement Disorder
  • 国際学会
• [学会発表] 磁気刺激による聴覚視覚統合の干渉－マガーク効果を用いた検討－ (2018)
  • 著者名/発表者名: 村上丈伸
  • 学会等名: 第48回日本臨床神経生理学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 下位運動ニューロン症状でマスクされた上位運動ニューロン障害のCMCTによる検出：ALSにおいて (2018)
  • 著者名/発表者名: 時村瞭, 村上丈伸, 小林俊輔, 榎本博之, 宇川義一
  • 学会等名: 第48回日本臨床神経生理学会学術大会
• [学会発表] 下肢の錐体路障害を認めたMcLeod症候群の一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 阿部暖, 村上丈伸, 松本英之, 時村瞭, 服部香寿美, 黒見祐美子, 吉田健二, 安田恵, 阿部十也, 小林俊輔, 榎本博之, 中村雅之, 佐野輝, 宇川義一
  • 学会等名: 第48回日本臨床神経生理学会学術大会
• [学会発表] 臨床倫理四分割法を用いた退院支援カンファレンスへの介入と今後の課題 (2018)
  • 著者名/発表者名: 後藤真明, 五十嵐暁子, 菅野京子, 村上丈伸, 三川武彦, 和泉啓司
  • 学会等名: 第57回全国自治体病院学会
• [学会発表] 重症筋無力症でステロイド治療中に抗ARS抗体陽性多発筋炎を発症した一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 阿部亜妃子, 吉田健二, 板垣裕也, 阿部暖, 時村瞭, 服部香寿美, 黒見祐美子, 安田恵, 村上丈伸, 榎本博之, 宇川義一
  • 学会等名: 第102回日本神経学会東北地方会
• [学会発表] 水疱を伴わない帯状疱疹（zoster sine herpete）に続発して, 無菌性髄膜炎・動眼神経麻痺・脳血管症・脊髄炎を来し, 診断と治療に難渋した一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 板垣裕也, 松田希, 田中翔子, 阿部暖, 服部香寿美, 中津秀幸, 安田恵, 村上丈伸, 吉田健二, 榎本博之, 宇川義一
  • 学会等名: 第102回日本神経学会東北地方会
• [学会発表] The motor system reduces McGurk illusion -event-related fMRI and TMS studies-. (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami T., Abe M., Fujiwara J., Makuuchi M., Kobayashi S., Eifuku S., UgawaY.
  • 学会等名: BrainBox Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Lymphocytic primary angiitis of the central nervous system (PACNS) の一例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村上丈伸, 服部香寿美, 飯島綾子, 小鷹昌明, 佐久間潤, 齋藤清, 宇川義一
  • 学会等名: 第23回福島脳血管障害治療研究会
• [学会発表] McLeod症候群での中枢運動伝導時間と運動野皮質内抑制/促通機能 (2018)
  • 著者名/発表者名: 阿部暖, 村上丈伸, 松本英之, 時村瞭, 服部香寿美, 黒見祐美子, 吉田健二, 安田恵, 阿部十也, 中村雅之, 佐野輝, 宇川義一
  • 学会等名: 第59回日本神経学会学術大会
• [学会発表] 中枢運動神経伝導時間による筋萎縮性側索硬化症における上位運動ニューロン障害の検出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 時村瞭, 村上丈伸, 宇川義一
  • 学会等名: 第59回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Spike-timing dependent bidirectional plasticity in the human spinal motoneurons. (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami T.
  • 学会等名: The 31st International Congress of Clinical Neurophysiology
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of upper motor neuron impairment in ALS with central motor conduction time. (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami T., Tokimura R., Nakatani-Enomoto S., Enomoto H., Ugawa Y.
  • 学会等名: The 31st International Congress of Clinical Neurophysiology
  • 国際学会
• [学会発表] Strength of peripheral nerve stimulation impacts on the magnitude of synaptic plasticity induced at spinal motoneurons. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A., Murakami T., Kadowaki S., Yoshida K., Ito E., Matsuda N., Chang F-Y., Hattori N., Miyai I., Ugawa Y.
  • 学会等名: The 31st International Congress of Clinical Neurophysiology
  • 国際学会
• [学会発表] 認知症診療の展望と福島医大脳疾患センターにおける取り組み (2018)
  • 著者名/発表者名: 村上丈伸
  • 学会等名: 第26回福島内科フォーラム
  • 招待講演