| 研究課題/領域番号 |
18K10861
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
河合 一武 日本大学, スポーツ科学部, 教授 (50214581)
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| 研究分担者 |
西村 幸男 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, プロジェクトリーダー (20390693)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 脊髄歩行中枢 / 経脊椎磁気刺激 / 刺激強度 / 歩行様運動 / 脊髄機能地図 / 競技種目特性 |
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| 研究実績の概要 |
我々は経脊椎的に磁気刺激を行うと、律動的な歩行様の両下肢運動を誘発できることを見出し、この経脊椎磁気刺激によりヒトの腰髄の脊髄歩行中枢を非侵襲的に駆動できることを報告した。この経脊椎磁気刺激は、脊髄損傷や脳梗塞後の下肢麻痺による歩行障害に対する新しいニューロリハビリテーションになる可能性を秘めている。そのためには、脊髄歩行中枢を駆動する刺激のパラメーターの設定が重要となるが、刺激強度と誘発歩行の関連は未だ整理されていない。そこで初年度は, 効果的に脊髄歩行中枢を駆動するために必要な刺激強度を見出すことを目的として研究を展開した。そして、脳の体部位再現と同様、我々は脊髄にも機能地図が描けることを見出しており、スポーツ選手を対象に、競技種目特性、走パフォーマンス等の観点から検討するための脊髄機能地図の作成に備えた。
７名の健常成人被験者を対象に、腰背部の刺激サイトに磁気刺激コイルをあて、磁気刺激装置の最大20％から70％の刺激強度で経椎骨磁気刺激した。誘発される下肢運動をモーションキャプチャ装置で記録した。その結果、低強度の刺激では両脚が同位相で動くホッピング様の運動が誘発された。刺激強度を上げると、左右脚が逆位相で動く歩行様運動に変化した。刺激強度が40％以上ですべての被験者で歩行様運動が誘発できた。刺激強度の上昇に伴い、誘発された歩行様運動の歩幅が大きくなる傾向がみられた。これらの本研究の結果から、歩行様運動を誘発するために必要な刺激強度がホッピング様運動の刺激強度よりも高く、脊髄歩行中枢を駆動させるためには、磁気刺激装置の出力の40％強度以上の刺激が必要であることが分かった。これにより、ヒトの腰髄への経脊椎磁気刺激による刺激強度特性が明らかとなった。
以上を研究論文にまとめ、現在投稿中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
上記「研究実績の概要」において述べた通り、本研究テーマの前段階において解決しておかなければならない問題として、脊髄歩行中枢を駆動する刺激パラメーターの詳細を明らかにする必要が生じたため、磁気刺激強度と誘発歩行運動の関連を検討した。これらの結果は、すでに研究論文としてまとめ、投稿中である。
現在、前段階で解決した刺激強度と誘発歩行の関連をもとに、スポーツ種目別（陸上競技短距離・中長距離、重量挙、体操競技等）に各種目７～８名の被験者に対して脊髄機能地図作成等のための実験を実施中である。被験者の腰背部18部位を刺激サイトとし、予め調べておいた歩行様運動が誘発されやすい刺激強度で経脊椎磁気刺激をする。そして、誘発された下肢の運動や筋電図を解析し、競技種目別の脊髄機能地図を作成していく。本年７月末までに実験を終了し、年内に論文としてまとめる予定である。当初の研究計画では前述の実験を本年４月に終える予定であり、３か月ほど遅れているが、確実に前段階の問題をクリアしたことから進捗状況としては「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記「現在までの進捗状況」において述べた通り、進捗状況はおおむね順調であると考えた。したがって、予定通り本年７月末までに実験を終了することが、推進方策として肝要であると思われる。また、実験終了直後にデータを解析して次の実験に備えるなど、データ解析が滞ってしまうことのないよう留意する。さらに、次年度に予定していた実験であるが、本年度中から協力的な被験者を若干名選び、走トレーニングや両足ジャンプトレーニングによるトレーニング効果がどのように脊髄機能地図に反映されるかという観点から、脊髄にもトレーニング効果があるかどうかの検証を始める。これを本年９月よりスタートして本年度内にはデータ解析を終え、次年度には研究論文としてまとめる予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額（Ｂ-Ａ）29,570円のうち29,000円は、当該年度３月の人件費・謝金（４月手続き）として使用済みである。したがって、実質570円が次年度使用額であり、おおむね使用計画通りと考えられる。
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