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2015 年度 実施状況報告書

リズミックな下肢他動運動が中枢運動指令に与える影響-効果的な運動療法を目指して-

研究課題

研究課題/領域番号 26750187
研究機関広島大学

研究代表者

梁 楠  広島大学, 医歯薬保健学研究院(保), 助教 (70512515)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード末梢求心性感覚入力 / 両側下肢運動 / 運動循環応答 / 中枢神経系
研究実績の概要

健常者を対象として、他動運動に伴う末梢求心性感覚入力が中枢運動指令に与える影響について調べた。具体的には、自転車エルゴメーターの他動運動中に運動イメージを行い、その時の心電図と血圧を経時的に計測した。運動イメージは実際の運動を行わずに脳内でその運動を想起することとして定義でき、末梢求心性感覚入力が伴わないことから中枢性運動循環調節を評価するのに有効である。エルゴメーター他動運動は回転数60 rpm、1分間の運動とし、正回転と逆回転の2課題を設定した。運動イメージは実際の正回転運動と逆回転運動をイメージすることとし、その直前に実際の随意運動も実施した(負荷は100ワット)。結果として、随意運動時では正回転運動よりも逆回転運動のほうが心拍数と血圧の上昇が高かったが、他動運動時では両者に有意な差がみられなかった。一方、運動イメージ時では正回転運動よりも逆回転運動のほうが循環応答が大きい傾向にあり、随意運動時と同様な結果が得られた。また、他動運動中に同様の運動イメージを行うと、運動イメージのみあるいは他動運動のみの時と比べ循環応答が有意に大きく、正回転と逆回転運動では同様な結果が得られた。さらに、他動運動と運動イメージが一致する場合は一致しない場合よりも循環応答が大きかった。以上のことから、自転車エルゴメーター運動の方向によって循環応答が異なることが示され、末梢求心性感覚入力よりも中枢性循環調節による関与が強いことが示唆された。また、他動運動は中枢性循環応答を亢進させることができるが、その運動が一致しない場合よりも一致する場合のほうがより循環応答が大きいことが分かった。

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

両側下肢の他動運動時における運動循環系の変化、とりわけ中枢性の循環応答について検討することができた。

今後の研究の推進方策

同側および対側下肢の他動運動時、Ia群筋線維を介した求心性入力によって脊髄α運動ニューロンの興奮性が減少することが明らかになった。また、ダイナミックな自転車エルゴメーター他動運動は中枢性循環応答を亢進させることでき、運動の方向によって亢進の程度が異なることが明らかになった。循環調節中枢として脳幹が大きな役割を果たしているため、おそらく脳幹での中枢神経ネットワークの興奮性が変化したことが予想されるが、今後検討する余地がある。また、大脳皮質も中枢性運動循環調節に寄与していると言われているが、他動運動によって大脳皮質の興奮性がどのように変化するかは明らかではない。さらに、他動運動の方向について検討したが、運動の速度や種類についてまだ検討する必要がある。以上のことを踏まえた上で、最終年度では他動運動が中枢神経系の興奮性変化に与える影響についてさらに具体的に調べていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

実験消耗品の中で予定より安く購入できたものがあったため、その余った金額を次年度の助成金と合わせて使用したい。

次年度使用額の使用計画

主に実験消耗品を購入する予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Exaggerated sympathetic and cardiovascular responses to stimulation of the mesencephalic locomotor region in spontaneously hypertensive rats2015

    • 著者名/発表者名
      Nan Liang, Jere H Mitchell, Scott A Smith, Masaki Mizuno.
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology Heart and Circulatory Physiology

      巻: 310 ページ: 123-131

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00479.2015

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Increased oxygenation of the cerebral prefrontal cortex prior to the onset of voluntary exercise in humans2015

    • 著者名/発表者名
      Kanji Matsukawa, Kei Ishii, Nan Liang, Kana Endo, Ryo Ohtani, Tomoko Nakamoto, Rie Wakasugi, Akito Kadowaki, Hidehiko Komine.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology

      巻: 119 ページ: 452-462

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00406.2015

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 平地とトレッドミル歩行時の大脳皮質興奮性の変化について-ポータブルfNIRSを用いた解析2016

    • 著者名/発表者名
      梁 楠,浅原 亮太,石井 圭,遠藤 加菜,松川 寛二.
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] ヒトの随意運動開始時における前頭前野酸化Hb濃度と呼気終末炭酸ガス濃度の関連2016

    • 著者名/発表者名
      浅原 亮太,松川 寛二,石井 圭,梁 楠,遠藤 加菜.
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] 視覚刺激による快・不快の情動変化が顔面皮膚血流量に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      遠藤 加菜,伊藤 百花,川原 舞,小畑 菜央,石井 圭,梁 楠,浅原 亮太,松川 寛二.
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] 運動イメージによる呼吸循環系の活性化2016

    • 著者名/発表者名
      石井 圭,松川 寛二,梁 楠,遠藤 加菜,浅原 亮太,井出迫 光弘.
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] 視聴覚刺激による快・不快の情動反応が顔面皮膚血流量に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      遠藤 加菜,伊藤 百花,石井 圭,梁 楠,松川 寛二.
    • 学会等名
      第67回日本生理学会中国四国地方会
    • 発表場所
      米子
    • 年月日
      2015-10-24 – 2015-10-25
  • [学会発表] 除脳ラットを用いた中枢性循環調節機構の探索2015

    • 著者名/発表者名
      石井 圭,浅原 亮太,梁 楠,松川 寛二.
    • 学会等名
      第67回日本生理学会中国四国地方会
    • 発表場所
      米子
    • 年月日
      2015-10-24 – 2015-10-25
  • [学会発表] 無拘束状態での床歩行時とトレッドミル歩行時にみられる大脳皮質運動野活動2015

    • 著者名/発表者名
      浅原 亮太,石井 圭,遠藤 加菜,梁 楠,松川 寛二.
    • 学会等名
      第67回日本生理学会中国四国地方会
    • 発表場所
      米子
    • 年月日
      2015-10-24 – 2015-10-25
  • [学会発表] 手指筋力発揮速度の違いは同側運動野の興奮性に異なる影響を及ぼす2015

    • 著者名/発表者名
      梁 楠,有澤 利顕,橘高 照人,高橋 真,石井 圭,遠藤 加菜,松川 寛二.
    • 学会等名
      第70回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [学会発表] 随意運動に先行する前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度増加:Central commandとの関連2015

    • 著者名/発表者名
      松川 寛二,石井 圭,梁 楠,遠藤 加菜,小峰 秀彦.
    • 学会等名
      第70回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      和歌山
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [図書] 脳卒中のリハビリテーション、生活機能に基づくアプローチ(第3版)、第1章:脳卒中患者の病態生理、医学的管理と急性期リハビリテーション2015

    • 著者名/発表者名
      梁 楠 (分担翻訳)
    • 総ページ数
      54
    • 出版者
      三輪書店
  • [図書] 脳卒中のリハビリテーション、生活機能に基づくアプローチ(第3版)、第2章:脳卒中リハビリテーションの心理的側面2015

    • 著者名/発表者名
      梁 楠 (分担翻訳)
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      三輪書店

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公開日: 2017-01-06  

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