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2019 年度 実績報告書

神経活動フィードバックと脳刺激法を融合した新しい歩行リハシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04748
研究機関信州大学

研究代表者

野嶌 一平  信州大学, 医学部, 准教授(特定雇用) (20646286)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード歩行 / コヒーレンス / 筋電図 / 脳波 / 経頭蓋直流電気刺激
研究実績の概要

脳波筋電図による皮質-筋間コヒーレンス値のリアルタイムフィードバックシステムのプロトタイプが完成し、健常若年者を対象に予備検討を開始している。歩行時の計測では、トレッドミルのモータからのノイズの問題が大きいため、予備検討では下肢運動課題による介入を行っていく予定である。
フィードバックシステム開発のため、視覚情報提示方法の違いが皮質-筋間コヒーレンス値に与える影響を検討した。また、健常高齢者と若年者における視覚情報の違いによる反応を比較した。その結果、運動パフォーマンスに関する視覚フィードバックを詳細(高精度)に与えることにより、皮質-筋間コヒーレンス値が高齢者群でのみ増大すること、また一方で筋-筋間コヒーレンス値は年齢に関係なく値が小さくなることを明らかにした。これらの結果は、視覚フィードバック戦略により皮質-筋間および筋間コヒーレンス値が変動すること、またその変動は対象者の年齢などに影響されることが示唆された(Revision中)。
また、地域在住の健常高齢者を対象に、立位課題中の下肢筋間コヒーレンス値と身体機能の関係を検討した。その結果、年齢や筋力といった運動の制御に関連する要因を調整した上で、片脚立位時の筋-筋コヒーレンス値と下肢筋肉量の間に有意な負の関係性を明らかにした。このことは、加齢による筋肉量減少により立位不安定性が大きくなっている高齢者では、上位中枢からの入力を高めることで安定した立位を獲得する戦略が取られている可能性が考えられた(Hum Mov Sci. 2020)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究代表者の所属変更に伴い、研究環境の整備に時間を要した。また、臨床フィールドにおける開発したシステムの利用を予定していたが、近隣施設との関係性構築が遅れている。一方で、脳波および筋活動を含めたネットワーク解析のアルゴリズム開発については、ほぼ完成しており、フィードバックシステム開発も完成に近づいている。
前施設で実施していたパーキンソン病患者に対する歩行練習への経頭蓋直流電気刺激の併用効果に関しては、データ解析が終了し、論文投稿準備中となっている。
倫理申請に関しては、所属施設から承認を得て、健常若年者を対象としたフィードバック介入の予備検討を開始している。

今後の研究の推進方策

皮質-筋間コヒーレンスのリアルタイムフィードバック介入に関しては、立位および課題実施時で開始しているが、今後は速やかに歩行時での介入に移行する。その際には、ノイズの問題を解決するため、シールドルームでの研究環境の整備を検討している。
パーキンソン病患者を対象とした介入では、附属病院および近隣施設との協力関係を早急に築いていくことで、速やかにデータ収集および介入を行っていく。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Role of beta-band resting-state functional connectivity as a predictor of motor learning ability2020

    • 著者名/発表者名
      Sugata Hisato、Yagi Kazuhiro、Yazawa Shogo、Nagase Yasunori、Tsuruta Kazuhito、Ikeda Takashi、Nojima Ippei、Hara Masayuki、Matsushita Kojiro、Kawakami Kenji、Kawakami Keisuke
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 210 ページ: 116562~116562

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2020.116562

  • [雑誌論文] Transcranial static magnetic stimulation over the primary motor cortex alters sequential implicit motor learning2019

    • 著者名/発表者名
      Nojima Ippei、Watanabe Tatsunori、Gyoda Tomoya、Sugata Hisato、Ikeda Takashi、Mima Tatsuya
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 696 ページ: 33~37

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.neulet.2018.12.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcranial static magnetic stimulation from bench to bedside and beyond2019

    • 著者名/発表者名
      NOJIMA Ippei、OLIVIERO Antonio、MIMA Tatsuya
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: -

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.neures.2019.12.005

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Voluntary control of forward leaning posture relates to low-frequency neural inputs to the medial gastrocnemius muscle2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Tatsunori、Nojima Ippei、Sugiura Hideshi、Yacoubi Basma、Christou Evangelos A.
    • 雑誌名

      Gait & Posture

      巻: 68 ページ: 187~192

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.gaitpost.2018.11.026

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impaired Motor Skill Acquisition Using Mirror Visual Feedback Improved by Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Patients With Parkinson’s Disease2019

    • 著者名/発表者名
      Horiba Mitsuya、Ueki Yoshino、Nojima Ippei、Shimizu Yoko、Sahashi Kento、Itamoto Shogo、Suzuki Ayuko、Yamada Gohei、Matsukawa Noriyuki、Wada Ikuo
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00602

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 経皮的脊髄直流電流刺激による歩行機能調整2019

    • 著者名/発表者名
      野嶌一平、大鶴直史、大西秀明、美馬達哉
    • 学会等名
      第27回日本物理療法学会学術大会
  • [学会発表] 地域在住高齢者における社会的孤立、孤独感と認知機能との関連2019

    • 著者名/発表者名
      野口泰司、野嶌一平、井上倫恵、水澤純、濱部優、杉浦英志
    • 学会等名
      第61回日本老年医学会学術集会
  • [学会発表] 脳機能修飾技術のリハビリテーションへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      野嶌一平
    • 学会等名
      第56回日本リハビリテーション医学会学術集会教育講演
    • 招待講演
  • [学会発表] 非侵襲脳刺激法による新しいリハビリテーション介入2019

    • 著者名/発表者名
      野嶌一平
    • 学会等名
      第21回日本看護医療学会学術集会
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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