| 研究課題/領域番号 |
25282162
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| 研究機関 | 新潟医療福祉大学 |
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研究代表者 |
大西 秀明 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (90339953)
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| 研究分担者 |
菅原 和広 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 助教 (10571664)
田巻 弘之 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (40253926)
桐本 光 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (40406260)
山代 幸哉 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 講師 (20570782)
佐藤 大輔 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 講師 (60544393)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 脳磁図 / 機械的触覚刺激 / 体性感覚誘発磁界 / 経頭蓋磁気刺激 / 短潜時求心性抑制 / MEG / TMS / SAI |
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| 研究実績の概要 |
運動遂行時における表在感覚の役割を明らかにするために，まず機械的触覚刺激（Aβ刺激）の刺激条件と一次体性感覚野（S1)の活動との関係について，306ch脳磁計（MEG）を利用して検討した．その結果，機械的触覚刺激によるS1活動はピン数を増やすことにより増大することと，2本のピン間隔を2.4mmから7.2mmに広げることにより増大することが明らかになった．また，機械的触覚刺激時のピン数増加によるS1活動の増加率は電気刺激強度増大によるS1活動の増加率よりも小さいことが判明した（MEG実験）（Onishi H et al. Brain Research 2013）．さらに，機械的触覚刺激が大脳皮質一次運動野の興奮性に及ぼす影響を明らかにすることを目的として実験を行った．触覚刺激と経頭蓋磁気刺激（TMS）を組み合わせて触覚刺激が一次運動野の興奮性に及ぼす影響を解析し，点字に類似した軽度の機械的触覚刺激により35ms程度の短潜時で一次運動野の興奮性に影響を与えていることが明らかになった（TMS実験）．
次に，電気刺激列による条件刺激が試験刺激によって誘発される体性感覚誘発磁場（SEF）に及ぼす影響を明らかにした．次の5条件を連続して5秒に1回の頻度でランダムに与えた．ａ）テスト刺激のみ（コントロール），ｂ）条件刺激1発（1発条件），ｃ）条件刺激間の間隔（ISI）が100 msの6発刺激列（10Hz），ｄ）ISIが50 msの6発刺激列（20Hz），ｅ）ISIが10 msの6発刺激列（100Hz）．その結果，P35mは10Hz，20Hz，100Hzの条件刺激によりコントロール条件より有意に小さな値を示し，P60mは10Hzおよび20Hzの条件刺激においてコントロール条件よりも有意に減弱することが判明した．さらに，5秒間の末梢神経高周波刺激により一次感覚運動領野の興奮性の変動について計測・解析した．その結果，50Hzの末梢神経刺激を5秒間行うと，その後一次感覚運動領野の興奮性が30秒程度減弱することが明らかになった（MEG実験）．
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| 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
機械的触覚刺激の刺激条件と一次感覚運動領野の活動量との関係を明らかにすることができた．また，機械的触覚刺激が一次運動野（M1)の興奮性与える影響についても明らかにすることができた．これらの結果を統合することにより，体性感覚と運動との機能的連関作用を検討することが期待できる．一方，イオントフォレーシスを利用した表在感覚鈍麻法が想定していたよりも難渋している．そのため，末梢神経電気刺激によって一次体性感覚野の興奮性を変動させることにより，運動誘発脳磁界がどのように変化するのかを並行して進めている．その結果，5秒間の末梢神経刺激により一時的に一次運動野の興奮性が変動し，この変動が刺激直後だけでなく30秒間程度維持されていることが明らかになった．今後，5秒間の末梢電気刺激と随意運動とを組み合わせて，運動関連誘発電位の変動を検討していくことで，部分的ではあるがイオントフォレーシスを利用した実験の代わりになると考えられる．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度以降は，Aδ神経刺激，GIa神経刺激などの体性感覚刺激と脳磁図（MEG）および経頭蓋磁気刺激（TMS）を併用した実験を行い，各種体性感覚刺激が「一次運動野の興奮性」に与える影響を解明する．同時にイオントフォレーシス法を利用した表在感覚を鈍麻させる方法を開発する．
＜課題１： MEG実験＞皮膚内電極によるAδ神経刺激およびワイヤー電極によるGIa神経刺激時における体性感覚誘発磁界を計測し，著明な活動が観察されるピーク潜時を被験者毎に詳細に計測する．
＜課題２：TMS実験＞上記の算出されたピーク潜時に焦点をあてて，経頭蓋磁気刺激を行う刺激のタイミングを決定する．これによりAδ刺激が一次運動野の興奮性に与える影響について詳細に解析することができる．GIa神経刺激も同様に被験者毎に誘発脳磁場波形のピーク潜時を詳細に計測した後，経頭蓋磁気刺激実験を行う．さらに，各種神経刺激による求心性抑制に加えて，短間隔皮質内抑制（SICI）および皮質内促通（ICF）との関係についても検討を加える．SICIやICFは，2台のTMS装置を利用し，80％閾値の条件刺激後2～5msの刺激間隔で120％閾値の試験刺激を行うと試験刺激によって誘発されるMEPが減弱し（SICI），条件刺激の後10～15ms程度の刺激間隔で試験刺激を行うとMEPが大きくなる（ICF）というものである．
＜課題３＞
イオントフォレーシス法を利用して表在感覚を鈍麻させる方法を探索し，安定的に表在感覚を鈍磨させる方法を開発する．その後，表在感覚鈍磨時に運動関連脳磁界を計測し，表在感覚が運動遂行時の脳活動に及ぼす影響を解析する．
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