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2020 年度 実施状況報告書

島皮質の活動をリモート制御する大脳皮質電気刺激法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K19389
研究機関新潟医療福祉大学

研究代表者

長坂 和明  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 助教 (70833812)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード島皮質 / 経頭蓋直流電気刺激 / ニューロリハビリテーション / 機能的結合 / ニューロモジュレーション / 慢性疼痛 / 可塑性
研究実績の概要

脳卒中後の後遺症の一つである病的な痛みは治ることがなく患者の大きな苦しみとなっている.当該病態を再現した非ヒト霊長類モデルを対象とした先行研究によって,脳卒中後の病的な痛みには島皮質の活動上昇が関与することが明らかとなっている(Nagasaka et al., 2017, 2020, 2021など).本研究課題は健常成人を対象として島皮質の活動をリモートに制御するための皮質電気刺激法の開発を目的としている.2020年度はターゲットとなる島皮質と機能的神経結合がある皮質領域を可視化するために,機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いた実験を行った.3T-MRIスキャナーを用いて個人ごとの脳構造MRIを取得し,触覚刺激を一定時間与える条件と安静条件の脳活動をそれぞれ計測した.解析においてはStatistical Parametric Mapping(SPM)を用いて画像の下処理をした後,CONNを用いて島皮質を関心領域としたfunctional conectivity解析を行った(n=42).結果,島皮質の活動は同側半球の背外側前頭前野と正の相関があり,同側半球の補足運動前野,両側の小脳半球とは負の相関関係があることが明らかになった.これら結果をもとに電気刺激を行うターゲット脳領域を決定していく.

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

当初予定した脳活動計測を終え,解析も完了しているため,おおむね順調に進展しているとした.

今後の研究の推進方策

今後はターゲットとなる脳領域に経頭蓋交流電気刺激を行い,疼痛知覚が変容するのかを調べる.特に,脳活動相関の違いによる知覚への影響や,最適な刺激周波数を明らかにする.被験者は30人程度を予定している.近隣地域の感染状況を踏まえて出来るだけ早めに実験を実施していく.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Structural Plastic Changes of Cortical Gray Matter Revealed by Voxel-Based Morphometry and Histological Analyses in a Monkey Model of Central Post-Stroke Pain2021

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Kazuaki、Nemoto Kiyotaka、Takashima Ichiro、Bando Daigo、Matsuda Keiji、Higo Noriyuki
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 31 ページ: 4439~4449

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab098

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The intervention of mechanical tactile stimulation modulates somatosensory evoked magnetic fields and cortical oscillations2021

    • 著者名/発表者名
      Kojima Sho、Otsuru Naofumi、Miyaguchi Shota、Yokota Hirotake、Nagasaka Kazuaki、Saito Kei、Inukai Yasuto、Shirozu Hiroshi、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 印刷中 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1111/ejn.15209

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Region-Specific Effects of 10-Hz Transcranial Alternate Current Stimulation Over the Left Posterior Parietal Cortex and Primary Somatosensory Area on Tactile Two-Point Discrimination Threshold2021

    • 著者名/発表者名
      Yokota Hirotake、Otsuru Naofumi、Saito Kei、Kojima Sho、Miyaguchi Shota、Inukai Yasuto、Nagasaka Kazuaki、Onishi Hideaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.576526

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 触覚刺激パターンの違いが脳領域間の機能的結合性に与える影響―MRIを用いたfunctional connectivityの評価―2020

    • 著者名/発表者名
      長坂和明,小島翔,大鶴直史,大野健 ,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 内側前頭前野の灰白質容積はオフセット鎮痛の程度に関連するのか?-Voxel based morphometryを用いた検証-2020

    • 著者名/発表者名
      工藤綾乃,長坂和明,大鶴直史,横田裕丈,大野健,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 瞳孔径と一次運動野興奮性には関連があるか?2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝昇,長坂和明,渡邉拓,大鶴直史,横田裕丈,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 音楽聴取によって喚起される情動と灰白質容積との関連―脳構造画像解析を用いた検証―2020

    • 著者名/発表者名
      大倉百合絵,長坂和明,大鶴直史,横田裕丈, 大野健,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 痛みへの選択的注意に関連する灰白質構造の特定―脳構造画像解析による検証―2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤塁,長坂和明,大鶴直史,横田裕丈,大野健 ,櫻井典子,児玉直樹,大西秀明
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会学術大会

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公開日: 2021-12-27  

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