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2018 年度 実施状況報告書

脊髄損傷者のリハビリ応用を目指した経皮的脊髄刺激の神経生理学的効果の検証

研究課題

研究課題/領域番号 18K17760
研究機関東京国際大学

研究代表者

一寸木 洋平  東京国際大学, 人間社会学部, 講師 (60778942)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード脊髄反射 / 脊髄刺激 / 経皮的脊髄刺激 / 歩行 / リハビリテーション / ニューロモデュレーション
研究実績の概要

本研究の最終的な目的は、脊髄損傷者の運動機能回復を促進させるための新たなリハビリテーション手法を開発することである。この目的を達成するために、本研究では非侵襲的に脊髄神経回路を刺激可能な経皮的脊髄刺激法の神経生理学的効果を明らかにする。
当該年度においては、経皮的脊髄刺激によって興奮する脊髄神経回路が、課題によってどのような修飾を受けるかを明らかにした(Masugi et al., 2019)。具体的には、グリップ課題、ピンチ課題などの上肢筋の収縮により、下肢の複数の筋の脊髄反射回路の興奮性が同時に増加することが明らかになった。この結果は、経皮的脊髄刺激が単純に運動神経軸索を刺激しているのではなく、感覚神経を刺激して脊髄内の神経回路を興奮させることが可能であることを示す1つの証拠となった。この研究は、Experimental Brain Research誌に掲載された。また共同研究として、経皮的脊髄刺激法の再現性に関する研究や、頚髄への経皮的脊髄刺激に関する研究など、研究計画に関連する実験を行うことができた。来年度も引き続き経皮的脊髄刺激がどのような脊髄神経回路を刺激しているのかを明らかにしていく予定である。
当初の研究計画では、連発刺激のパラメータなどの検証を行う予定であったが、最適な刺激装置が見つからず実験実施には至らなかった。来年度は刺激パラメータを操作可能な電気刺激装置を購入し連発刺激の神経生理学的効果について明らかにしていく予定である。

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

連発脊髄刺激についての神経生理学的効果について明らかにする予定であったが、海外の研究グループが同様の研究課題に取り組んでいるため計画の変更をせざる得なくなった。現在、新たな研究計画を作成し、予備実験を行っているところである。当該年度は、連発脊髄刺激に関する研究実施は滞ってしまっているが、その代わりに経皮的脊髄刺激を評価指標とした実験を多く行い、英文誌に投稿することができた(Masugi et al. 2019; Matija et al. 2019; Saito et al., 2019)。いずれの研究も連発脊髄刺激の効果を明らかにする上で重要な基礎的知見であったと考えられる。

今後の研究の推進方策

これまでの研究では歩行時の感覚入力の影響が脊髄神経回路に与える影響について調べてきた。リハビリテーションのおいて、脊髄刺激は歩行動作と併用して利用する場面が想定されるため、今後の研究では歩行と経皮的脊髄刺激の併用効果について調べていく予定である。今後も、共同研究先と連携して研究課題を遂行していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

残額が50円生じたが計画通りに購入することができた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Remote muscle contraction enhances spinal reflexes in multiple lower-limb muscles elicited by transcutaneous spinal cord stimulation2019

    • 著者名/発表者名
      Masugi Yohei、Sasaki Atsushi、Kaneko Naotsugu、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00221-019-05536-9

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Repeatability of spinal reflexes of lower limb muscles evoked by transcutaneous spinal cord stimulation2019

    • 著者名/発表者名
      Saito Akira、Masugi Yohei、Nakagawa Kento、Obata Hiroki、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 ページ: -

    • DOI

      doi: 10.1371/journal.pone.0214818

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] On the reflex mechanisms of cervical transcutaneous spinal cord stimulation in human subjects2019

    • 著者名/発表者名
      Milosevic Matija、Masugi Yohei、Sasaki Atsushi、Sayenko Dimitry G.、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 121 ページ: 1672~1679

    • DOI

      doi: 10.1152/jn.00802.2018

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Short-term inhibition of spinal reflexes in multiple lower limb muscles after neuromuscular electrical stimulation of ankle plantar flexors2018

    • 著者名/発表者名
      Milosevic Matija、Masugi Yohei、Obata Hiroki、Sasaki Atsushi、Popovic Milos R.、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 237 ページ: 467~476

    • DOI

      10.1007/s00221-018-5437-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modulation of Hoffmann reflex excitability during action observation of walking with and without motor imagery2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Naotsugu、Masugi Yohei、Usuda Noboru、Yokoyama Hikaru、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 684 ページ: 218~222

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.07.041

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of motor imagery on spinal reflex excitability of multiple muscles2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Kento、Masugi Yohei、Saito Akira、Obata Hiroki、Nakazawa Kimitaka
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 668 ページ: 55~59

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.01.015

    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2019-12-27  

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