2017 Fiscal Year Annual Research Report
New plasticity induction method in human brain
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16H05322
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| Research Institution | Fukushima Medical University |
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Principal Investigator |
宇川 義一 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (50168671)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | シナプス可塑性誘導 / バイオマーカー / 磁気刺激 / 脊髄可塑性誘導 / 筋萎縮性側索硬化症 / パーキンソン病 / アルツハイマー病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
刺激部位のモデルによる検討：人での脳刺激がどのような神経細胞を刺激しているのかは、可塑性誘導機序を考える上でも、今後の治療応用を考える上でも重要な問題である。そこで、工学系の研究者と共同で、刺激部位の推定をモデルで行った。Brain stimulation 誌に発表した。一次運動野内の方向の違う介在ニューロンを方向により刺激仕分けていると考えれた。どのシナプスに可塑性を誘導しているかを推定し、治療応用に生かす予定である。
反復磁気刺激全体のまとめと安全性の検討：人での脳刺激が安全なのか、今後どのように研究・診療で使用していくかのガイドラインのようなものを、国際的な仲間と作成し、雑誌に発表した。Clinical neurophysiology に2編、発表した。
刺激パルス波形の効果への影響：磁気刺激パルスを変更できるcTMS装置を用いて、刺激パルス波形により、どのように効果が変わるかを検討した。Brain stimulation 誌に発表した。
バイオマーカー研究：バイオマーカーの研究では、ALSにおいて、運動野でなく、感覚野の機能異常が早期から見られ、これが治療のバイオマーカとなる可能性をClinical neurophysiologyに報告した。
脊髄での可塑性の誘導：脳幹刺激と末梢神経刺激をあるタイミングで与えることにより、皮質脊髄路と前核細胞の間のシナプスにspike timing dependent な可塑性を誘導できると言う実験結果がほぼ整った。
PAS-QPS (Paired associative QPS)：末梢神経刺激と大脳皮質刺激を組み合わせることにより、協力に可塑性を誘導できる。この方法を我々が開発したQPSへ応用して、強力な可塑性を誘導できることが判明した。
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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
一部は予定以上に進展していて、一部は遅れ気味なところもある。
刺激部位のモデルによる検討、反復磁気刺激全体のまとめと安全性の検討、刺激パルス波形の効果への影響：などは当初の予定になかったものであり、予想以上の進展と考える。
バイオマーカー研究は、ALSにおいて、感覚野の2発刺激による機能解析がバイオマーカーの候補になるという、新しい成果がでたことは、予想以上の結果である。ただし、可塑性の検討がバイオマーカーになるという従来の予定については、少し遅れている。
脊髄での可塑性の誘導、PAS-QPS (Paired associative QPS)に関しては、概ね予想通りの進行状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
バイオマーカー研究：パーキンソン病、アルツハイマー病などでの研究を進めるとともに、てんかん、PSP等での検討も始める予定である。
脊髄での可塑性の誘導：正常者での結果は、ほぼ終了したので、今後論文作成に取りかかるとともに、治療応用の可能性を探る。
PAS-QPS研究：可塑性誘導を増強させる新しい刺激法で、二つの刺激を組み合わせる方法を開発している。この研究を進める。このまま研究を継続する。
薬物影響研究：抗パーキンソン病薬であるA2A受容体阻害薬の可塑性への影響について、研究を開始した。さらに、抗てんかん薬についても、解析を進める。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] The intensity of continuous theta burst stimulation, but not the waveform used to elicit motor evoked potentials, influences its outcome in the human motor cortex.2018
Author(s)
Sasaki T, Kodama S, Togashi N, Shirota Y, Sugiyama Y, Tokushikge S, Inomata-Terada S, Terao Y, Ugawa Y, Hamada M
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Journal Title
Brain stimul
Volume: in press
Pages: 1-10
Peer Reviewed
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[Journal Article] The effect of age on the homotopic motor cortical long-term potentiation-like effect induced by quadripulse stimulation.2017
Author(s)
Hanajima R, Tanaka N, Tsutsumi R, Enomoto H, Abe M, Nakamura K, Kobayashi S, Hamada M, Shimizu T, Terao Y, Ugawa Y
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Journal Title
Exp Brain Res.
Volume: 235
Pages: 2103-2108
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Plasticity induced by non-invasive transcranial brain stimulation: a position paper.2017
Author(s)
Huang Y, Lu M, Antal A, Classen J, Nitsche M, Ziemann U, Ridding M, Hamada M, Ugawa Y, Jaberzadeh S, Suppa A, Paulus W, Rothwell J
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Journal Title
Clin Neurophysiol
Volume: 128
Pages: 2318-2329
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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