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2023 年度 実施状況報告書

新規ポリリズム他動運動負荷装置による認知症患者の大脳老化予防効果と作用機序解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K18239
研究機関日本医療科学大学

研究代表者

姚 潤宏  日本医療科学大学, 保健医療学部, 助教 (40909610)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード脳機能 / 運動視機能 / 認知症予防
研究実績の概要

本研究では、研究代表者自身のこれまでの研究で効果が確認された振盪運動刺激を改良し、神経細胞に位相するTheta周波数の条件を検討設定した。さらに、Gammaリズムの視覚刺激とTheta周波数の振盪刺激を組み合わせた新規ポリリズム他動運動負荷装置(PTMD: Visual Stimulus combining Shaking Stimulus Polyrhythm Transitive Motion Device)を開発した。
介護施設に通所している高齢者で、自立歩行可能な高齢者15名(75.8±6.7歳)を対象とした。PTMD刺激を、15分間/日、3回/週、6ヶ月間継続して実施した。重心動揺計(Foot view-SAM, Nitta Co., Ltd, Japan)を用いて、開眼時・閉眼時の重心動揺面積、軌跡長、前後方向・左右方向の重心動揺距離を測定した。Benton Visual Retention Test(BVRT)(A.L. Benton, sankyobo.co.Ltd.Japan)を用いて、10枚の図版を提示し、各図版の提示時間は10秒とした。被験者は、提示された図版の内容をできるだけ多く覚えて、提示後すぐに紙に描いてもらった。採点は、手引きに記載されている基準に基づいて行った。Tobii Pro spark(60Hz, Tobii Technology K.K. Swden)視覚追跡装置を用いて、Center point、Drifting gratings、Whiteboardの注視時間を測定した。Octave 9.1とPsychophysics and Video Toolboxを用いて、刺激は正弦波型のグレーティングであり、空間周波数、刺激対比度、刺激の方向をそれぞれ設定した。被験者は20問の試行を行い、正解数と遂行時間を測定した。

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

本年度は主に本研究を継続し、研究開始時(0ヶ月)、研究中期(3ヶ月)、研究終了(6ヶ月)のデータ収集を完了しました。
収集したデータは現在解析中である。
振盪運動や視覚刺激の単独効果を証明し、2023年に国内国際学会に発表を行った。PTMD刺激による姿勢制御機能、視覚記銘機能、運動視機能、周辺抑制機能への効果を解析した。
2024年8月に国際発表を予定している。

今後の研究の推進方策

2024年度に本研究である運動介入が終了し、PTMD運動効果の検証とメカニズム解明が予定されています。研究開始時(0ヶ月)、研究中期(3ヶ月)、研究終了(6ヶ月)後に以下の項目を測定し、データを分析することで、運動介入の効果とメカニズムを明らかにすることを目的としている。
1. 身体パフォーマンス関連データ、運動視機能:Tobii Glasses(60Hz, Tobii Technology K.K. Swden)を用いて測定したデータから、運動介入が視覚情報処理速度、動体視力、空間認知能力などに与えた影響を検証する。正弦波型グレーティングを用いて測定した視感度データから、PTMD運動介入が視覚刺激に対する感度、コントラスト感度などに与えた影響を分析し、脳周辺抑制機能への効果を明らかにする。視覚記憶:BVRT検査を用いて測定し、PTMDが視覚記憶に与えた影響を分析する。姿勢制御機能:重心動揺計(Foot view-SAM, Nitta Co., Ltd, Japan)を用いて測定したデータから、運動介入がバランス能力、姿勢保持能力などに及ぼす効果を検証する。
2. 刺激効果及びメカニズム解明:脳から生じる電気活動(EPOC-14, Emotiv Co., Ltd, USA)を測定し、運動介入が神経同調に与える影響を検証する。近赤外分光計測k(HOT-2000, NeU, Japan)による生体信号測定と同時に脳活動に伴う血流変化を oxy-Hb と deoxy-Hb の濃度変化として観察し、運動介入が脳血流に与える影響を分析する。
3. 総合分析と考察:上記で得られたデータを総合的に分析することで、運動介入が身体パフォーマンス、脳位相同位、脳血流、認知機能にどのような影響を与えたのか、そしてこれらの項目間にどのような相互関係があるのかを明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

本研究において、当初想定よりも多くのデータが取得できたため、解析に必要となるソフトウェアの購入が必要となりました。
解析ソフト①Emotiv Pro Lab(¥90,000, Emotiv株式会社)、②Tobii Pro Labスクリーンエディション(¥1,210,000, トビー・テクノロジー株式会社)
また、取得したデータを国際誌に投稿するために、英論文作成の際、ネイティブスピーカーによる校正依頼が必要となりました。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Novel shaking exercises for hippocampal and medial prefrontal cortex functioning maintain spatial working memory2023

    • 著者名/発表者名
      Yao Runhong、Yamada Kouji、Kito Takumi、Aizu Naoki、Iwata Daiki、Izawa Sho、Nishii Kazuhiro、Sawada Hirohide、Chihara Takeshi
    • 雑誌名

      Experimental Gerontology

      巻: 171 ページ: 112024~112024

    • DOI

      10.1016/j.exger.2022.112024

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The Effect of PTMD Exercise on Cognitive and Physical Function in the Elderly2023

    • 著者名/発表者名
      Runhong Yao, Kouji Yamada, Yoshifumi Morita
    • 学会等名
      The 16th International Convention on Rehabilitation Engineering and Assistive Technology (i-CREATe 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparing Effectiveness of Piston Device for Finger and Stretching for Hand Spasticity in Stroke Patients2023

    • 著者名/発表者名
      Runhong Yao, Soma Mizuno, Ryoya Shibasaka, Yoshifumi Morita, Hirofumi Tanabe
    • 学会等名
      The 16th International Convention on Rehabilitation Engineering and Assistive Technology (i-CREATe 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] 糖尿病患者の足部の身体特異性注意の低下 ―身体特異性注意と身体活動量との関係―2023

    • 著者名/発表者名
      会津直樹, Runhong Yao, 鬼頭巧, 西井 一宏, 山田晃司
    • 学会等名
      第9回 日本糖尿病理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 脊髄小脳変性症におけるiWakkaによる目と手の協調性訓練の効果評価2023

    • 著者名/発表者名
      姚潤宏, 森田良文
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2023
  • [学会発表] Spasticity reduction effect of passive repetitive joint motion by piston finger device2023

    • 著者名/発表者名
      Soma Mizuno, Ryoya Shibasaka, Hirofumi Tanabe, Runhong Yao, Yoshifumi Morita
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2023
  • [学会発表] 新規ポリリズム他動運動負荷装置による認知症患者の大脳老化予防効果と作用機序解明2023

    • 著者名/発表者名
      姚潤宏, 山田晃司, 森田良文
    • 学会等名
      第42回 関東甲信越ブロック理学療法士学会
  • [学会発表] 糖尿病患者の足部身体特異性注意の客観的測定2023

    • 著者名/発表者名
      会津直樹, Runhong Yao, 鬼頭巧, 西井一宏, 山田晃司
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
  • [学会発表] 手指用ピストンデバイスPDFin による痙縮減弱の即時効果の検証2023

    • 著者名/発表者名
      水野蒼麻, 森田良文, 田邉浩文, Nguyen Thi Kieu Chinh, 姚潤宏
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [学会・シンポジウム開催] The 16th International Convention on Rehabilitation Engineering and Assistive Technology (i-CREATe 2023)2023

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公開日: 2024-12-25  

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