筋疲労と運動学習が大脳の運動野および感覚野の可塑的変化に及ぼす影響

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21300216
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 身体教育学
• 研究機関: 新潟医療福祉大学
• 研究代表者: 丸山 敦夫 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 教授 (80117548)
• 研究分担者: 川平 和美 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 教授 (20117493) ; 衛藤 誠二 鹿児島大学, 医学部・歯学部附属病院, 講師 (70295244)
• 連携研究者: 前田 雅人 鹿児島大学, 教育学部, 教授 (20315386)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 脳高次機能学

研究概要

筋疲労と運動学習が大脳の運動野および感覚野の可塑的変化をどのように引き起こすかを明らかにした.数分間での筋疲労と短時間のタイピング学習の組み合わせはより効率的に大脳皮質運動野の皮質内抑制低下を起こし可塑的変化が起こることが示唆され,さらに疲労後のタイピング速度が向上したことが認められた.運動野で起こるこの可塑的変化に感覚野からの情報がどのように影響するかを検討した結果,タイピング学習によるSEPであるPsoo変化は見られなかったが筋疲労によるPsooは低下する傾向がみられた.脳波からみた体性感覚野変化の結果から,運動野への可塑的変化を起こす筋疲労の体性感覚情報への影響が予測された.さらに末梢神経刺激と磁気刺激を組み合わせたSAIやLAIを検討したが変化しなかった.この点からタイピング練習や筋疲労による末梢からの感覚情報は運動野皮質内抑制の変化に影響を及ぼさないことが示唆された.これらの知見は,筋疲労とタイピング学習は運動野の可塑的変化を引き起こす一方,体性感覚野興奮性の低下を引き起こしたが感覚一運動連関の求心性抑制には変化がないことを示唆した.筋疲労とタイピングのような運動学習の組み合わせは感覚野に可塑的な変化を起こすという明確な知見が得られなかったが運動野の可塑的変化を引き起こすのに有効であると考えられる.

研究成果

• [雑誌論文] 筋疲労と運動学習が運動野皮質内抑制に及ぼす影響について (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦夫
  • 雑誌名: The Japanese Journal of Rehabilitation Medicine 巻: 48(3) ページ: 174-179
• [雑誌論文] Fatiguing intermittent lower limb exercise influences corticospinal and corticocortical excitability in the non-exercised upper limb (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, kgA, Hirakata K, Maeda M, Etoh S, Kawahari K. and Rothwell J C
  • 雑誌名: Brain Stimulation : Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation 巻: 4(2) ページ: 90-96
• [学会発表] 筋疲労による皮質内抑制低下が短時間タイピング学習成績に及ぼす影響:臨床神経生理学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦夫, 吉田拓矢, 山代幸哉, 佐藤大輔, 衛藤誠二, 川平和美
  • 学会等名: 第41回臨床神経生理学大会
  • 発表場所: 静岡市
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 体性感覚誘発電位に及ぼす筋疲労およびタイピング練習の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦夫, 堀内曜子, 中澤翔, 山代幸哉, 佐藤大輔
  • 学会等名: 第11回新潟医療福祉学会
  • 年月日: 2011-10-22
• [学会発表] 筋疲労および運動学習による皮質内抑制の変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山敦夫
  • 学会等名: 第47回日本リハビリテーション医学学会シンポジュウム
  • 発表場所: 鹿児島市
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Human cortical excitability during successive Go/NoGo Tasks : a TMS study (2010)
  • 著者名/発表者名: Nurukil A, Maruyama A, Rothwell J C
  • 学会等名: International work shop of Synaptic Plasticity
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Effect of bimanual and unimanual piano playing on connectivity between dorsal premotor(PMd) and motor cortex(M1) (2010)
  • 著者名/発表者名: Maruyama A, Nuruki A, Etoh S, Rothwell JC
  • 学会等名: International work shop of Synaptic Plasticity
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Excitability of left Dorsal Premotor cortex and Contralateral Motor Cortex during Coincident Anticipation Timing Task (2010)
  • 著者名/発表者名: Setogawa S, Maruyama A, Nuruki A, Rothwell J C
  • 学会等名: 15th Congress of European College of Sports Science
  • 年月日: 20100000
• [図書] スポーツ・運動生理学概論 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山地啓司, 大築立志, 田中宏暁(松本直幸, 丸山敦夫分担執筆担当)
  • 総ページ数: 19-60
  • 出版者: 明和出版