2014 Fiscal Year Annual Research Report
感覚入力への介入を用いた姿勢・歩行リハビリテーション
| Project Area | Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions |
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| Project/Area Number |
26120008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
芳賀 信彦 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (80251263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花川 隆 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 脳病態統合イメージングセンター, 部長 (30359830)
大脇 大 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (40551908)
横井 浩史 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90271634)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 感覚入力 / リハビリテーション / 筋シナジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、筋シナジー制御dynamics の理解を通じて、革新的身体性リハビリ科学を開拓することであり、平成26年度には、運動障害における脳内身体表現のslow dynamics変容の理解と基盤技術開発を中心に、研究班内で共通に用いる運動課題を設計し、他研究班と連携して動作計測または筋電図計測による筋シナジー測定の共通プロトコールと解析法を樹立すること、運動障害における脳内身体表現のslow dynamicsを、筋シナジーを指標として分析すること、また、fast dynamicsへの介入がslow dynamicsをどのように変えるかを理解するため、感覚入力への介入前後における運動課題中の筋電図や機能的MRI 計測に着手すること、を計画していた。
平成26年度末までに、本領域の他研究項目と連携して動作計測または筋電図計測による筋シナジー測定の共通プロトコールと解析法を整備した。またこれと並行して、研究代表者らのグループ(芳賀・四津)は、研究分担者の大脇・石黒グループらと協力し、足圧-聴覚フィードバック装具をパイロットスタディーとして先天性無痛症患者4名に試用した。研究分担者の花川・北グループは、パーキンソン病について上部腰曲がりでは外腹斜筋の異常収縮が関わること、下部腰曲がりでは大腰筋が関わりうることを明らかにした。またすくみ足の定量的評価にむけた機器整備を行った。またジストニアについて、行動実験とfMRIによる神経基盤の検討を行い、小脳の活動がジストニア症状と関連しうることを明らかにした。研究分担者の横井・杉グループは、脳卒中を対象とする研究に向け、膝伸展運動を誘発するFESにおいて、どのような刺激パラメータが膝伸展運動を誘発しやすいのか、どのような刺激パラメータが脳活動を誘発しやすいのかを検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度は、機器の整備を含めた研究の体制作りが中心であり、各施設に必要な機器が整備された。筋シナジー測定を中心とした実際のデータ集積には一部しか至っていないが、平成27年度前半にはそれが可能となる見通しがついている。
並行して、各研究分担者、連携研究者による研究も開始した。初年度であり成果は十分ではないが、平成27年度につながる活動ができていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度以降は、当初の本研究の目的である、（１）固有知覚障害、脳卒中、神経疾患による運動障害患者、並びに健常者に共通の運動課題を課し、筋電図や脳機能画像測定を通じて、運動障害における筋シナジー制御器の機能を反映する脳内身体表現マーカーを同定する、（２）失われた固有知覚を別感覚で代替する装具、機能的電気刺激や局所麻酔薬による筋固有知覚の変更など、筋シナジー制御fast dynamics を変える感覚入力がslow dynamics を長期的にどのように変えるかを解明する、（３）医工連携により構成される筋シナジー制御器の数理モデルを活用し、運動障害の機能回復を効率的に導く新規リハビリ手法を提案し検証する、の3つを達成すべく、研究を進める予定である。
このために平成27年度前半までに、筋シナジー測定を中心とした実際のデータ集積を推し進め、芳賀・四津グループは先天性無痛症を中心とした、下肢に感覚障害を有する患者を対象に計測を進めるとともに、大脇・石黒グループと協力し、感覚入力を代償するような靴や装具を適用した際の変化を解析する。花川・北らのグループは、パーキンソン病のすくみ足、上肢ジストニア（音楽家の手）を主たるターゲットとし、筋活動と脳活度の関係などの解析を進める。横井・杉らのグループは、脳卒中など運動麻痺を有する患者を対象に、FM干渉型電気刺激による能動的な感覚フィードバックを加える、といった介入を行い、脳イメージングにより脳内身体表現の変化を、また動作計測により姿勢・歩行の変化を捉える。
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| Remarks |
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