2014 Fiscal Year Annual Research Report
運動指令および体性感覚入力が脊髄反射回路の可塑的変化に及ぼす影響について
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14J03962
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
窪田 慎治 広島大学, 総合科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 脊髄反射回路 / 可塑性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，意識的な運動指令や運動に伴う体性感覚入力など運動制御に関与する要素が，脊髄反射回路の可塑的な変化に及ぼす影響に関して，運動イメージや体性感覚入力刺激を用いた介入を行い，介入前後での脊髄反射回路の活動性変化を確認することである．
平成26年度は，運動イメージによる介入実験の実験プログラム，プロトコルの作成と並行して，持続的な体性感覚入力刺激が脊髄反射回路に及ぼす影響について検討を行った．脊髄反射回路は，主動作筋の活動時に拮抗筋の活動を抑制すると考えられているIa相反抑制回路および，伸張反射のgainをコントロールしていると考えられているシナプス前抑制回路の測定を行った．末梢神経に特定の刺激パターンで繰り返し電気刺激を加え，刺激前後でのIa相反抑制量，シナプス前抑制量および経頭蓋磁気刺激法(TMS)を用いて大脳皮質運動野を条件刺激した際のヒラメ筋H反射振幅の変化量の測定を行った．結果，電気刺激後に，Ia相反抑制量およびTMS条件刺激によるヒラメ筋H反射振幅の変化量に増大を認め，持続的な感覚入力によってIa相反抑制回路を構成するIa抑制性介在ニューロンに可塑的変化が生じることが示唆された．
さらに，上記実験に加えて，脊髄反射回路の働きの強さと実際の運動パフォーマンス能力との関係生について検討を行った．Ia相反抑制量，シナプス前抑制量と律動性関節運動時の運動パフォーマンス能力について相関分析を行った結果，運動パフォーマンス能力とシナプス前抑制量との間に相関関係を認め，パフォーマンス能力が高い程，シナプス前抑制量が大きいことが示された．現在は，これらの実験結果をもとに，異なる運動速度で律動性関節運動を実施した前後における脊髄反射回路の活動性変化について計測を行っている．
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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
本研究の目的は，意識的な運動指令や運動に伴う体性感覚入力など運動制御に関与する要素が，脊髄反射回路の可塑的な変化に及ぼす影響に関して明らかにすることである．本研究課題は，実験1;運動イメージトレーニングによる介入を行った場合，実験2;Paired associative stimulation法を用いて人工的にスパイクタイミング依存可塑性を引き起こした場合，実験3;運動イメージトレーニングに感覚入力刺激を組み合わせた場合，実験4;実際に反復運動を実施した場合，以上4条件による介入実験から成り立っている．
平成26年度は，実験1の実験プログラム，プロトコルの作成を行い，実験1を実施することを実施計画としていた．当初の予定よりも，実験プログラムの検討・作成に時間を要したため，実験1は実施できていないが，現在，実験プログラム，プロトコル作成が完了しており，今後本実験を進めていく状況となっている．代わりに，平成27年度以降に予定していたの実験2の一部および実験4の予備実験を実施した．実験4に関しては予備実験を終了し，現在，本実験を実施している．
以上の結果を踏まえ，当初の予定から実験の実施順序は変更したものの，現在までに順調に本研究課題を達成することができていると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の本研究課題の推進方策としては，現在計測を行っている，反復運動の実施に伴う脊髄反射回路の活動性変化についての実験を完了させるとともに，実験プロトコルの作成が終了している実験1を行い，実験を完了させる．また，運動イメージによる介入実験と並行し運動イメージに感覚入力刺激を組み合わせた条件での介入実験を行い，運動イメージ単独条件および，運動イメージに体性感覚入力刺激を加えた条件とで，脊髄反射回路の変化を比較し，意識的な運動指令に伴う感覚入力の有無が脊髄反射回路の可塑的変化に及ぼす影響に関して検討を行う．
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Research Products
(4 results)
