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2013 年度 実施状況報告書

直流電流による両側半球二重刺激法を用いたヒトの運動関連領野の可塑的機能変化の誘導

研究課題

研究課題/領域番号 25350631
研究種目

基盤研究(C)

研究機関新潟医療福祉大学

研究代表者

桐本 光  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (40406260)

研究分担者 鈴木 誠  北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80554302)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード経頭蓋直流電流刺激(tDCS) / 可塑性 / 経頭蓋磁気刺激(TMS)
研究概要

頭皮上に設置した電極から流れる微弱な直流電流が,頭蓋骨を通過し,電極直下の興奮性が変化する.これは,経頭蓋直流電流刺激(Transclanialdirect current stimulation:tDCS)と呼ばれ,2000年のNitscheとPaulusの報告以来,非侵襲的な脳機能の探索ツールとしてばかりでなく,様々な中枢神経系疾患患者の治療にも使用されている.一般的にtDCSでは,陽極(陰極)刺激の場合,陰極(陽)電極は対側前額部に設置される.これは,この部位からの同側または対側M1に対する直接投射がないことから,陽極(陰極)電極直下の興奮性にほぼ影響を及ぼさない基準電極としての位置に適しているからである.
一方,脳卒中維持期の患者に対して病側半球に陽極電極を,非病側半球に陰極電極を設置して両側半球を同時に刺激するtDCS(Dual-tDCS)による運動機能回復効果は,従来の一側半球に対するtDCS(Uni-tDCS)より高いと報告されて以来(Lindenberg et al, 2010),脳卒中リハビリテーションにおけるスタンダードな電極設置モンタージュとして注目を集めている.
初年度における本研究では,健常被験者の一次運動野(M1)に対するUni-tDCSとDual-tDCSとの刺激効果を比較した.12名の被験者を対象に,Uni-tDCS(左M1に陽極,右前額部に陰極),Dual-tDCS(左M1に陽極,右M1に陰極)ならびにSham-tDCSを行った.刺激強度は2 mA,刺激時間は10分間とした.左M1への経頭蓋磁気刺激により生じる運動誘発電位(MEP)振幅は,Dual-tDCS条件においてのみ,刺激前に対する刺激後の有意な上昇が認められた.健常被験者においても,Dual-tDCSのM1に対する興奮性促通効果はUni-tDCSより強いことが示唆された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の初年度の研究では,各条件におけるtDCSの効果について,短潜時皮質内抑制・皮質内促通,大脳半球間抑制,一次体性感覚野の興奮性,皮質感覚運動野間抑制などを指標として,皮質運動関連領野における興奮性の変化を網羅的に評価する予定であった.しかし,実験環境の整備に時間を要し,運動誘発電位を指標とした皮質脊髄路の興奮性の評価のみにとどまった.

今後の研究の推進方策

研究計画時に目標とした,健常被験者の一次運動野(M1)に対するUni-tDCSとDual-tDCSとの刺激効果の比較を,上述の皮質運動関連領野における興奮性の変化を指標として実施する.これと同時に,次年度目標である「両側半球一次運動野へのDual-tDCS が手指巧緻運動,触圧覚閾値及び2 点識別感覚機能に及ぼす影響」に関する実験を行う.

次年度の研究費の使用計画

ほぼ予定通りに予算額を使用したが,その他(消耗品など)の使用額がわずかに不足し11,573円の残額が生じた.不可避な誤差範囲の金額と考えている.
次年度のその他(消耗品など)の費用に充当する.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Repeated practice of a Go/NoGo visuomotor task induces neuroplastic change in the human posterior parietal cortex: an MEG study2013

    • 著者名/発表者名
      Sugawara K, Onishi H, Yamashiro K, Soma T, Oyama M, Kirimoto H, Tamaki H, Murakami H, Kameyama S.
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 226 ページ: 495-502

    • DOI

      10.1007/s00221-013-3461-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neuromagnetic activation following active and passive finger movements2013

    • 著者名/発表者名
      Onishi H, Sugawara K, Yamashiro K, Sato D, Suzuki M, Kirimoto H, Tamaki H, Murakami H, Kameyama S.
    • 雑誌名

      Brain and Behavior

      巻: 3 ページ: 178-192

    • DOI

      10.1002/brb3.126

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of the cortical silent period elicited by single- and paired-pulse transcranial magnetic stimulation2013

    • 著者名/発表者名
      Sho Kojima, Hideaki Onishi, Kazuhiro Sugawara, Hikari Kirimoto, Makoto Suzuki, Hiroyuki Tamaki
    • 雑誌名

      BMC Neuroscience

      巻: 14 ページ: In printing

    • DOI

      10.1186/1471-2202-14-43

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of the Human Premotor Cortex During Motor Preparation in Visuomotor Tasks2013

    • 著者名/発表者名
      Sugawara K, Onishi H, Yamashiro K, Kirimoto H, Tsubaki A, Suzuki M,Tamaki H, Murakami H, Kameyama S.
    • 雑誌名

      Brain Topography

      巻: 26 ページ: 581-590

    • DOI

      10.1007/s10548-013-0299-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visuo-motor related time analysis using electroencephalograms2013

    • 著者名/発表者名
      Yotani K, Tamaki H, Nakamoto H, Yuki A, Kirimoto H , Kitada K, Ogita F, Mori S
    • 雑誌名

      World Journal of Neuroscience

      巻: 3 ページ: 142-146

    • DOI

      10.4236/wjns.2013.33018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Corticomotor excitability induced by anodal transcranial direct current stimulation with and without non-exhaustive movement2013

    • 著者名/発表者名
      Miyaguchi S, Onishi H, Kojima S, Sugawara K, Tsubaki A, Kirimoto H, Tamaki H, Yamamoto N
    • 雑誌名

      Brain research

      巻: 1529 ページ: 83-91

    • DOI

      10.1016/j.brainres

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the number of pins and inter-pin distance on somatosensory evoked magnetic fields following mechanical tactile stimulation2013

    • 著者名/発表者名
      Onishi H, Sugawara K, Yamashiro K, Sato D, Suzuki M, Kirimoto H, Tamaki H, Murakami H, Kameyama S
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1535 ページ: 78-88

    • DOI

      10.1016/j.brainres

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 補足運動野に対する経頭蓋直流電流陰極刺激が先行随伴性姿勢調節に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      吉田翔太,桐本光,松本卓也,小島翔,鈴木誠,大西秀明,田巻弘之
    • 雑誌名

      臨床神経生理学

      巻: 41 ページ: 202-208

    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of transcranial static magnetic field stimulation over the sensorimotor cortex on somatosensory evoked potentials in human2014

    • 著者名/発表者名
      Kirimoto H, Tamaki H, Matusmoto T, Sugawara K and Onishi H
    • 学会等名
      30th International Congress on Clinical Neurophysiology
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      20140319-20140323
  • [学会発表] Gaiting of cutaneo-muscular reflexes and somatosensory evoked potentials differs with the load compliance during maintaining constant finger force or position2013

    • 著者名/発表者名
      Kirimoto H, Matsumoto T, Tamaki H, Suzuki M, Miyaguchi S, Sugawara K, onishi H
    • 学会等名
      Neuroscience 2013
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20131109-20131113
  • [学会発表] 静的筋収縮時の運動負荷形式による短潜時求心性抑制及び促通の違い‐筋力制御と肢位制御‐2013

    • 著者名/発表者名
      桐本光,松本卓也,大西秀明,鈴木誠,宮口翔太,菅原和広,田巻弘之
    • 学会等名
      第43回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      20131107-20131109
  • [学会発表] 一次感覚運動野に対する経頭蓋静磁場刺激が体性感覚誘発電位に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      桐本光,田巻弘之,松本卓也,大西秀明
    • 学会等名
      第7回日本作業療法研究学会学術大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20131005-20131006
  • [学会発表] 静的筋収縮時の運動負荷形式によるCutaneo-Muscular Reflexの違い‐筋力制御と肢位制御‐2013

    • 著者名/発表者名
      桐本光,田巻弘之,松本卓也,鈴木誠,宮口翔太,菅原和広,大西秀明
    • 学会等名
      第68回 日本体力医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130921-20130923
  • [学会発表] The difference in the cortical relay time between intrinsic muscles and between homonymous muscles of its dominant and non-dominant hands2013

    • 著者名/発表者名
      Kirimoto H, Matsumoto T, Tamaki H, Suzuki M, Miyaguchi S, Sugawara K, onishi H
    • 学会等名
      5th Asian and Oceanian Congress of Clinical Neurophysiology
    • 発表場所
      Bali, Indonesia
    • 年月日
      20130828-20130830
  • [学会発表] tDCSによる高次運動連合野の可塑的変化2013

    • 著者名/発表者名
      桐本光
    • 学会等名
      第25回 九州神経生理研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20130817-20130818
    • 招待講演
  • [学会発表] 経頭蓋直流電流刺激による高次運動連合野及び一次感覚運動野の可塑的変化2013

    • 著者名/発表者名
      桐本光
    • 学会等名
      第21回 日本運動生理学会大会
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      20130729-20130730
    • 招待講演
  • [学会発表] Differential sensori-motor modulations on the load compliance during maintaining constant finger force or position2013

    • 著者名/発表者名
      Kirimoto H, Tamaki H, Onishi H, Suzuki M, Matsumoto T, Yotani K
    • 学会等名
      18th annual congress of the European College of Sport Science
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      20130626-20130629
  • [学会発表] 同側手内筋間および利き手‐非利き手間における皮質中継時間の違い2013

    • 著者名/発表者名
      桐本光,田巻弘之,鈴木誠,菅原和広,大山峰生,大西秀明
    • 学会等名
      第28回日本生体磁気学会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      20130607-20130608

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公開日: 2015-05-28  

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