脳磁界計測と経頭蓋磁気刺激を融合した脳機能ダイナミクス計測解析システムの開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560400
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 広島市立大学
• 研究代表者: 樋脇 治 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (30264948)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 経頭蓋磁気刺激 / 脳磁界 / 脳機能ダイナミクス

研究概要

本研究では、末梢神経の電気刺激により誘起される求心性信号と運動野の経頭蓋磁気刺激(TMS)により誘起される遠心性信号の機能ダイナミクスについて計測解析するために脳磁計を用いたシステムを開発した。このシステムを用いて、求心性信号と遠心性信号のダイナミックな連関について計測解析した結果、第一次感覚野の電流双極子の活動度や方向が求心性感覚信号の運動制御への関与を反映していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] 手指の到達運動における外部力場の安定性の差異に対する運動適応 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士、小田垣雅人、樋脇治
  • 雑誌名: 生体医工学 49(1) ページ: 100-107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Stimulated Sites Using Artificial Neural Networks Based on Transcranial Magnetic Stimulation-Elicited Motor Evoked Ptentials and Finger Forces (2010)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士, 小田垣雅人, 樋脇治
  • 雑誌名: 130(12) ページ: 2204-2209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of stimulated sites using artificial neural networks based on transcranial magnetic stimulation-elicited motor evoked potentials and finger forces (2010)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士, 小田垣雅人, 樋脇治
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems 130(12) ページ: 2204-2209
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Method for Estimation of Stimulated Brain Sites Based on Columnar Structure of Cerebral Cortex in Transcranial Magnetic Stimulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Osamu Hiwaki, Tomonori Inoue
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105(7) ページ: 07B303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brain Activity during Bilateral Rapid Alternate Finger Tapping Measured with Magnetoencephalography (2009)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士, 小田垣雅人, 樋脇治
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105(7) ページ: 07B313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Transcranial Magnetic Stimulation on Force of Finger Pinch (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人, 福田浩士, 樋脇治
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 105(7) ページ: 07B307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Transcranial Magnetic Stimulation on Muscle Activity during Finger Movement (2009)
  • 著者名/発表者名: Masato Odagaki, Sanae Ohishi, Hiroshi Fukuda, Osamu Hiwaki
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering 4(1) ページ: 121-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] 両手指の連打タッピング運動における高密度脳電位計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士、小田垣雅人、樋脇治
  • 雑誌名: 生体医工学 46(6) ページ: 684-689
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of Electromyogram of Hand Muscle Elicited by Transcranial Magnetic Stimulation Over the Primary Motor Cortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Masato Odagaki, Sanae Ohishi, Hiroshi Fukuda, Osamu Hiwaki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 44(11) ページ: 4445-4548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of Motor Evoked Potentials Caused by Electrical Peripheral Nerve Stimulation in Transcranial Magnetic Stimulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Osamu Hiwaki, Masato Odagaki, Hiroshi Fukuda, Atsushi Kodabashi, Toshiro Fujimoto
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 44(11) ページ: 4440-44443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation Method on Multiple Sources of MEG Based on the Columnar Structure of the Cerebral Cortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fukuda, Masato Odagaki, Osamu Hiwaki, Atsushi Kodabashi, Toshiro Fujimoto
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 44(11) ページ: 4425-44431
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamics model of motor control system for finger movement accompanied by transcranial magnetic stimulation (2010)
  • 著者名/発表者名: 樋脇治, 小田垣雅人, 福田浩士
  • 学会等名: NEUROSCIENCE2010
  • 発表場所: San Diego Convention Center
  • 年月日: 2010-11-13
• [学会発表] 手指の二点間到達運動についてのトルク変化最小モデルによるシミュレーション解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井盛健詞、福田浩士、小田垣雅人、樋脇治
  • 学会等名: 第33回日本生体医工学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 手指の位置を保持するタスクにおける経頭蓋磁 気刺激の運動制御モデル (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人、福田浩士、樋脇治
  • 学会等名: 第25回生体・生理工学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Trajectory control model of finger movement after transcranial magnetic stimulation (2010)
  • 著者名/発表者名: 樋脇治, 小田垣雅人, 福田浩士
  • 学会等名: NEURO2010(第33回日本神経科学大会)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] 手指の位置を保持する運動制御システムにおけるTMSのダイナミクスモデル (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人、福田浩士、樋脇治
  • 学会等名: 第25回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: さわやかちば県民プラザ
  • 年月日: 2010-07-29
• [学会発表] Stimulation study for voluntary movement of human thumb by minimum torque change model (2010)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士, 小田垣雅人, 樋脇治
  • 学会等名: 第49回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] Response of finger movement to transcranial magnetic stimulation in maintenance of constant finger force (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人, 福田浩士, 樋脇治
  • 学会等名: 第49回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] Effect of transcranial magnetic stimulation on isotonic finger muscle contraction (2010)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人, 福田浩士, 樋脇治
  • 学会等名: 11th Joint MMM-Intermag Conference 2010
  • 発表場所: Marriott Washington アメリカ合衆国
  • 年月日: 2010-01-18
• [学会発表] 第一次運動野の経頭蓋磁気刺激に対する手指の等張性随意運動の応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人、福田浩士、樋脇治
  • 学会等名: 第32回日本生体医工学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 広島国際大学 国際教育センター
  • 年月日: 2009-11-28
• [学会発表] 大脳皮質の錐体細胞の方向を考慮した最小ノルム法によるMEG電流現推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士、小田垣雅人、高田橋篤史、藤元登四郎、樋脇治
  • 学会等名: 第32回日本生体医工学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 広島国際大学 国際教育センター
  • 年月日: 2009-11-28
• [学会発表] Change of continuous voluntary finger movement caused by transcranial magnetic stimulation of primary motor cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: 樋脇治, 小田垣雅人, 福田浩士
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 大脳皮質の構造に基づく神経興奮特性により推定した経頭蓋磁気刺激強度についての検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人、福田浩士、樋脇治
  • 学会等名: 第24回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 金沢市文化ホール
  • 年月日: 2009-05-28
• [学会発表] ニューラルネットワークを用いた経頭蓋磁気刺激における運動誘発電位の判別分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士、小田垣雅人、樋脇治
  • 学会等名: 第24回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 金沢市文化ホール
  • 年月日: 2009-05-28
• [学会発表] 手指の連続随意運動に対する第一次運動野の経頭蓋磁気刺激の効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 樋脇治、小田垣雅人、福田浩士
  • 学会等名: 第24回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 金沢市文化ホール
  • 年月日: 2009-05-28
• [学会発表] Precise Coil Positioning System Using Multi-articular Arm for Location of Stimulated Brain Area in Transcranial Magnetic Stimulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Masato Odagaki, Tomonori Inoue, Taro Ikeda, Hiroshi Fukuda, Osamu Hiwaki
  • 学会等名: The 4th International IEEE EMBS Neural Engineering Conference
  • 発表場所: Sheraton at Antalyaトルコ
  • 年月日: 2009-04-29
• [学会発表] A neural network for estimation of coil position in transcranial magnetic stimulation (2009)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士, 小田垣雅人, 樋脇治
  • 発表場所: Sheraton at Antalyaトルコ
  • 年月日: 2009-04-29
• [学会発表] Effects of Transcranial Magnetic Stimulation on Voluntary Thumb Movement (2009)
  • 著者名/発表者名: 樋脇治, 小田垣雅人, 福田浩士
  • 発表場所: Sheraton at Antalyaトルコ
  • 年月日: 2009-04-29
• [学会発表] 手指のピンチ動作における筋の最大随意収縮に対する経頭蓋磁気刺激の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人、福田浩士、樋脇治
  • 学会等名: 第48回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2009-04-23
• [学会発表] 経頭蓋磁気刺激に誘発される筋活動と指力の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士、堀泰基、小田垣雅人、樋脇治
  • 学会等名: 第48回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2009-04-23
• [学会発表] Study on sensory-motor interaction by measurement of SEFs and MEPs elicited with TMS and peripheral nerve stimulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Osamu Hiwaki, Masato Odagaki, Hiroshi Fukuda, Atsushi Kodabashi, Toshiro Fujimoto
  • 学会等名: International Conference on Biomagnetism 2008
  • 発表場所: ロイトン札幌
  • 年月日: 2008-08-27
• [学会発表] Estimation method for MEG source distribution using spatial interpolation of magnetic sensors (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fukuda, Masato Odagaki, Osamu Hiwaki, Atsushi Kodabashi, Toshiro Fujimoto
  • 学会等名: International Conference on Biomagnetism 2008
  • 年月日: 2008-08-27
• [学会発表] Effects of transcranial magnetic stimulation on hand electromyogram and finger trajectory (2008)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人, 大石沙苗, 福田浩士, 樋脇治
  • 学会等名: International Conference on Biomagnetism 2008
  • 発表場所: ロイトン札幌
  • 年月日: 2008-08-27
• [学会発表] 経頭蓋磁気刺激の手指随意運動に対する抑制効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 樋脇治、小田垣雅人、大石沙苗、福田浩士
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] 体性感覚刺激と経頭蓋磁気刺激を用いた運動誘発電位計測と体性感覚誘発磁界計測による感覚運動連関についての検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 樋脇治、小田垣雅人、福田浩士、高田橋篤史、藤元登四郎
  • 学会等名: 第23回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2008-06-13
• [学会発表] 手指の筋電図および自発運動に対する経頭蓋磁気刺激の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人、福田浩士、樋脇治
  • 学会等名: 第23回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2008-06-12
• [学会発表] 大脳皮質の機能的円柱構造を反映したMEGの電流双極子分布推定法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福田浩士、小田垣雅人、樋脇治、高田橋篤史、藤元登四郎
  • 学会等名: 第23回日本生体磁気学会大会
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2008-06-12
• [学会発表] 大脳皮質一次運動野への経頭蓋磁気刺激が手指の随意運動に与える影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小田垣雅人、大石沙苗、福田浩士、樋脇治
  • 学会等名: 第47回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-05-10
• [産業財産権] 脳機能解析装置 (2008)
  • 発明者名: 樋脇治
  • 権利者名: 広島市
  • 産業財産権番号: 特許,特願 2008-257509号
  • 出願年月日: 2008-10-02