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2019 年度 実施状況報告書

脳と脊髄の同期的神経活動の修飾による歩行機能回復の促進とその神経基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K17723
研究機関山形県立保健医療大学

研究代表者

山口 智史  山形県立保健医療大学, 保健医療学部, 准教授 (20594956)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード経頭蓋電気刺激 / 経頭蓋交流電気刺激 / 末梢神経電気刺激 / 経頭蓋律動性直流電流刺激 / 脳波-筋電図コヒーレンス / 神経生理学 / 脳卒中 / リハビリテーション
研究実績の概要

本研究の目的は、脳卒中者の脳と脊髄の同期的神経活動の異常に着目し、この同期的神経活動の異常に対して、電流強度を律動的に変調することで、非侵襲的に頭蓋上から脳内の神経活動を修飾可能な経頭蓋交流電気刺激を用いたリハビリテーション手法を提案し、脳卒中者の歩行機能回復の促進に対する効果とその神経基盤を明らかにすることである。
今年度は、昨年度に構築した脳と脊髄の同期的神経活動(脳波-筋電図コヒーレンス解析)の計測システムを使って、対象者個々のコヒーレンスのピーク周波数を測定し、その値を経頭蓋交流電流刺激(tACS)、経頭蓋直流電気刺激、経頭蓋律動性直流電流刺激(otDCS)、末梢神経電気刺激の刺激設定に応用し、脳波-筋コヒーレンスに与える影響について健常者で検討した。結果、10分間のotDCS前後において、脳と脊髄の同期的神経活動の有意な増強を認めた。一方で、tACSや経頭蓋直流電気刺激(tDCS)、末梢神経電気刺激の刺激前後では、有意な増強を認めなかった。
また、刺激周波数の設定に対象者個々のコヒーレンスのピーク周波数を使用することの有用性を検証するために、刺激周波数を20 Hzに固定したotDCS前後で同様の実験を行った。その結果、対象者個々のコヒーレンスのピーク周波数が20 Hzに近いほど、脳と脊髄の同期的神経活動の増強を認めた。
これらの結果から、脳と脊髄の同期的神経活動を変調するには、対象者個々のコヒーレンスのピーク周波数を使用したotDCSを用いることが有効である可能性を示し、患者への応用に向けて、適切な刺激方法とパラメータを明らかにした。

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

疾患例における研究実施が倫理申請を進めているが実施できていない。また現在、新型コロナウィルス感染拡大の影響で研究が実施できていない。

今後の研究の推進方策

現在までに得られたデータについて、国際学術誌の執筆と投稿を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

今年度は、患者を対象とした実験が行えておらず、謝金を使用しなかったため残額が生じた。次年度では、謝金の支払いや研究成果発表に使用する予定である。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 2件、 招待講演 14件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Transcranial direct-current stimulation combined with attention increases cortical excitability and improves motor learning in healthy volunteers2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Tomofumi、Moriya Kouhei、Tanabe Shigeo、Kondo Kunitsugu、Otaka Yohei、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation

      巻: 17 ページ: 23

    • DOI

      10.1186/s12984-020-00665-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Does the balance strategy during walking in elderly persons show an association with fall risk assessment?2020

    • 著者名/発表者名
      Ohtsu Hajime、Yoshida Shinya、Minamisawa Tadayoshi、Katagiri Natsuki、Yamaguchi Tomofumi、Takahashi Toshiaki、Yomogida Shin-ichi、Kanzaki Hideto
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanics

      巻: 103 ページ: 109657~109657

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2020.109657

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Skillful Cycling Training Induces Cortical Plasticity in the Lower Extremity Motor Cortex Area in Healthy Persons2019

    • 著者名/発表者名
      Tatemoto Tsuyoshi、Tanaka Satoshi、Maeda Kazuhei、Tanabe Shigeo、Kondo Kunitsugu、Yamaguchi Tomofumi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: 927

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00927

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 当急性期病院の退院時リハビリテーション指導の現状と展望2019

    • 著者名/発表者名
      加藤 直也、高橋 俊子、川田 知美、本間 大智、坂井 一哉、片桐 夏樹、仁藤 有美子、新野 麻祐子、佐藤 恵、岡崎 資恵、山口 智史、椿野 幸子
    • 雑誌名

      山形市立病院済生館医学雑誌

      巻: 44 ページ: 26 - 31

    • 査読あり
  • [学会発表] 理学療法における神経生理学的評価の活用2020

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      日本理学療法士協会 物理療法部門 物理療法集中講義&ハンズオンセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊髄可塑性を促す非侵襲的脳刺激法と理学療法2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      第24回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 下肢一次運動野に対するシータバースト刺激が皮質興奮性に及ぼす影響-効果の個人差の検証-2019

    • 著者名/発表者名
      片桐夏樹、吉田信哉、小関忠樹、工藤大輔、難波樹央、田辺茂雄、山口智史
    • 学会等名
      第24回日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 脳波-筋電図コヒーレンスを刺激周波数に設定した電気刺激が運動調節能力に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      小関忠樹、片桐夏樹、工藤大輔、難波樹央、田辺茂雄、山口智史
    • 学会等名
      第24回日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 小脳への経頭蓋直流電気刺激が立位姿勢制御の学習に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      奥山祥祐理、川上紗輝、片桐夏樹、小関忠樹、工藤大輔、難波樹央、田辺茂雄、山口智史
    • 学会等名
      第24回日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 小脳への経頭蓋直流電気刺激が立位姿勢制御の学習と小脳抑制に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      川上紗輝、奥山祥祐理、片桐夏樹、小関忠樹、工藤大輔、難波樹央、田辺茂雄、山口智史
    • 学会等名
      第24回日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] Neuromodulation for spinal reflexes2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      第3回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経疾患に対するニューロモデュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      第3回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会(ランチョンセミナー)
    • 招待講演
  • [学会発表] 下肢一次運動野に対するシータバースト刺激が皮質興奮性に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      片桐夏樹、吉田信哉、小関忠樹、工藤大輔、難波樹央、田辺茂雄、山口智史
    • 学会等名
      第3回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
  • [学会発表] 律動的経頭蓋直流電気刺激が脳と脊髄の同期的神経活動に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      工藤大輔、片桐夏樹、小関忠樹、難波樹央、田辺茂雄、山口智史
    • 学会等名
      第3回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
  • [学会発表] 末梢神経反復磁気刺激による皮質脊髄路興奮性の経時的変化2019

    • 著者名/発表者名
      仁藤充洋、片桐夏樹、吉田海斗、田辺茂雄、山口智史
    • 学会等名
      第3回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
  • [学会発表] Transcutaneous spinal direct current stimulation increases corticospinal transmission and enhances voluntary motor output in humans2019

    • 著者名/発表者名
      Tomofumi Yamaguchi
    • 学会等名
      2nd International Neurorehabilitation and Neuroscience Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脊髄可塑性を誘導するリハビリテーション2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      第2回日本再生医療とリハビリテーション学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 最新神経科学に基づく新たな神経系リハビリテーション~ニューロモデュレーションによる物理療法の可能性と役割~2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      第27回日本物理療法学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳画像とニューロモデュレーションの基礎と臨床応用2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      日本理学療法士協会 理学療法士講習会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳卒中の予防と最新リハビリテーション2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      山形県立保健医療大学公開講座
    • 招待講演
  • [学会発表] 律動的経頭蓋直流電気刺激が脳と脊髄の同期的神経活動の特定周波数に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      工藤 大輔、片桐 夏樹、小関 忠樹、難波 樹央、田辺 茂雄、山口 智史
    • 学会等名
      第27回日本物理療法学会学術大会
  • [学会発表] 経皮的脊髄直流電気刺激が呼吸循環応答に与える影響に関する予備的実験2019

    • 著者名/発表者名
      難波 樹央、片桐 夏樹、小関 忠樹、工藤 大輔、山口 智史
    • 学会等名
      第27回日本物理療法学会学術大会
  • [学会発表] 下肢一次運動野に対するシータバースト刺激が皮質脊髄路・皮質内抑制に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      片桐 夏樹、吉田 信哉、小関 忠樹、工藤 大輔、難波 樹央、田辺 茂雄、山口 智史
    • 学会等名
      第27回日本物理療法学会学術大会
  • [学会発表] 神経難病のニューロリハビリテーションの現状と課題2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      第24回 日本難病看護学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経および末梢神経への非侵襲的電気刺激によるリハビリテーション促進2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      第22回日本臨床脳神経外科学会(ランチョンセミナー)
    • 招待講演
  • [学会発表] リハビリテーション治療促進のための生体情報に着目したNeuromodulation2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Integrated Volitional control Electrical Stimulator (IVES) for the recovery of the upper extremity after stroke ‐Basic concepts and Clinical applications-2019

    • 著者名/発表者名
      Tomofumi Yamaguchi
    • 学会等名
      13th International Society of Physical and Rehabilitation Medicine World Congress(Luncheon seminar)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経疾患に対する非侵襲的電気刺激を用いたリハビリテーション2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史
    • 学会等名
      第26回道北脳神経懇話会
    • 招待講演
  • [図書] 物理療法学 第5版2020

    • 著者名/発表者名
      山口智史(執筆範囲:電気刺激療法の実際(神経筋電気刺激/治療的電気刺激,機能的電気刺激,経皮的電気神経刺激),電気刺激療法の実習,電気刺激療法の臨床応用)
    • 総ページ数
      376
    • 出版者
      医学書院
    • ISBN
      4260039482
  • [図書] Crosslink理学療法学テキスト 物理療法学2019

    • 著者名/発表者名
      山口 智史(執筆範囲:電気刺激療法総論, 神経筋電気刺激, 神経筋電気刺激症例集)
    • 総ページ数
      376
    • 出版者
      メジカルビュー社
    • ISBN
      9784758320061
  • [図書] 脳卒中 : 基礎知識から最新リハビリテーションまで2019

    • 著者名/発表者名
      山口智史(執筆範囲:電気刺激 2.下肢機能障害)
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      医歯薬出版
    • ISBN
      4263265998)
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/_yamaguchi

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公開日: 2021-01-27  

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