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2021 Fiscal Year Annual Research Report

人工神経接続による脊髄損傷者の随意歩行機能の改善を促すリハビリテーション法の確立

Research Project

Project/Area Number 18H03141
Research InstitutionTokyo Metropolitan Institute of Medical Science

Principal Investigator

田添 歳樹  公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 主席研究員 (60513017)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords脊髄損傷 / 磁気刺激 / 歩行
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、非侵襲型人工神経接続による脊髄損傷者の歩行機能が、いかなる条件のもと、どのような生理学的機序でもたらされるかを多角的に調査し、明らかにすることを目的としている。研究の最終年度では、前年度に引き続き、特定臨床研究として長期間の介入試験を継続して実施した。
<研究課題3:身体運動機能の回復を担う生理学的機序の解明>
慢性期脊髄損傷者を対象に特定臨床研究として6ヶ月間の非侵襲型人工神経接続による介入を行った。脊髄磁気刺激により誘導される歩行運動は、重症度に関わらず頸髄損傷・胸髄損傷の対象者において、介入経過に伴って増大することが認められた。一方で、腰髄損傷の対象者については増大しない者がいた。脊髄磁気刺激のない状態での本来の歩行運動は、損傷位置に関わらず重症度が低い対象者ほど顕著な回復を示した。また、この回復には経頭蓋的磁気刺激による下肢筋群の運動誘発電位の増大と関連があった。これらの結果から、非侵襲型人工神経接続は、歩行運動に関連した脊髄内神経回路と脳と腰髄を結ぶ下降性運動神経経路の活動性を可塑的に増大させることが示された。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Journal Article] Corticospinal interface to restore voluntary control of joint torque in a paralyzed forearm following spinal cord injury in non-human primates2023

    • Author(s)
      Obara Kei、Kaneshige Miki、Suzuki Michiaki、Yokoyama Osamu、Tazoe Toshiki、Nishimura Yukio
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 17 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fnins.2023.1127095

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tuning of motor outputs produced by spinal stimulation during voluntary control of torque directions in monkeys2022

    • Author(s)
      Kaneshige Miki、Obara Kei、Suzuki Michiaki、Tazoe Toshiki、Nishimura Yukio
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.7554/eLife.78346

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Activation of human spinal locomotor circuitry using transvertebral magnetic stimulation2022

    • Author(s)
      Kawai Kazutake、Tazoe Toshiki、Yanai Toshimasa、Kanosue Kazuyuki、Nishimura Yukio
    • Journal Title

      Frontiers in Human Neuroscience

      Volume: 16 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fnhum.2022.1016064

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 特集 動的環境への適応系としての歩行 人工神経接続を用いた脳・脊髄損傷後の身体運動機能の再建2022

    • Author(s)
      田添 歳樹、西村 幸男
    • Journal Title

      BRAIN and NERVE

      Volume: 74 Pages: 1111~1116

    • DOI

      10.11477/mf.1416202190

  • [Journal Article] Assessment of safety of self-controlled repetitive trans-vertebral magnetic stimulation2021

    • Author(s)
      Sasada Syusaku、Kadowaki Suguru、Tazoe Toshiki、Murayama Takashi、Kato Kenji、Nakao Yaoki、Matsumoto Hideyuki、Nishimura Yukio、Ugawa Yoshikazu
    • Journal Title

      Clinical Neurophysiology

      Volume: 132 Pages: 3166~3176

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2021.09.016

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Abnormal changes in motor cortical maps in humans with spinal cord injury2021

    • Author(s)
      Tazoe Toshiki、Perez Monica A.
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

      Volume: 599 Pages: 5031~5045

    • DOI

      10.1113/JP281430

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 閉回路型脊髄刺激によるニューロモジュレーションの誘導2021

    • Author(s)
      田添 歳樹、西村 幸男
    • Journal Title

      運動器リハビリテーション

      Volume: 32 Pages: 255-262

  • [Presentation] Reorganization of human spinal locomotor circuitry after spinal cord injury2022

    • Author(s)
      Toshiki Tazoe, Takashi Murayama, Tomonari Tosaka, Miki Kaneshige, Michiaki Suzuki, Naohisa Kikuchi, Yoshikazu Ugawa, Yukio Nishimura
    • Organizer
      51st annual meeting of Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stimulus intensity- and location-specific activation of human spinal locomotor circuitry by non-invasive transvertebral magnetic stimulation2022

    • Author(s)
      Kazutake Kawai, Toshiki Tazoe, Yukio Nishimura
    • Organizer
      51st annual meeting of Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adaptation to cortico-spinal interface to restore forearm paralysis in spinal cord injury2022

    • Author(s)
      Kei Obara, Miki Kaneshige, Michiaki Suzuki, Toshiki Tazoe, Yukio Nishimura
    • Organizer
      51st annual meeting of Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脊髄損傷後の運動機能の回復過程において、増大した脊髄のアウトプットは、一次運動野神経細胞活動の変調の減少と関連する2022

    • Author(s)
      兼重 美希、尾原 圭、鈴木 迪諒、田添 歳樹、西村 幸男
    • Organizer
      第16回モーターコントロール研究会
  • [Presentation] 人工的な皮質ー脊髄路に対して脊髄損傷モデルサルは大脳皮質運動野のニューロン群を適応させる2022

    • Author(s)
      尾原 圭、兼重 美希、鈴木 迪諒、横山 修、田添 歳樹、西村 幸男
    • Organizer
      第16回モーターコントロール研究会
  • [Presentation] Aberrant activity of spinal locomotor circuitry in humans with complete spinal cord injury2022

    • Author(s)
      Toshiki Tazoe, Takashi Murayama, Tomonari Tosaka, Miki Kaneshige, Michiaki Suzuki, Naohisa Kikuchi, Yoshikazu Ugawa, Yukio Nishimura
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
  • [Presentation] Enhanced spinal outputs are associated with compensatory changes in cell activities of monkey motor cortex through motor recovery after spinal cord injury2022

    • Author(s)
      Miki Kaneshige, Kei Obara, Michiaki Suzuki, Toshiki Tazoe, Yukio Nishimura
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
  • [Presentation] An ensemble tuning of the macaque primary motor cortex during adaptation to the artificial corticospinal pathway after spinal cord injury2022

    • Author(s)
      Kei Obara, Miki Kaneshige, Michiaki Suzuki, Toshiki Tazoe, Yukio Nishimura
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
  • [Presentation] Location specific excitation of human spinal locomotor circuitry by transvertebral magnetic stimulation2021

    • Author(s)
      Toshiki Tazoe, Yukio Nishimura
    • Organizer
      1st China-Japan-Korea International Meeting(第44回日本神経科学大会共催)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Activation of human spinal locomotor circuitry using transvertebral magnetic stimulation2021

    • Author(s)
      Kazutake Kawai, Toshiki Tazoe, Kazuyuki Kanosue, Yukio Nishimura
    • Organizer
      1st China-Japan-Korea International Meeting(第44回日本神経科学大会共催)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bypassing spinal lesion via artificial cortico-spinal pathway induces task-related modulations in an ensemble of M1 neurons2021

    • Author(s)
      Kei Obara, Miki Kaneshige, Michiaki Suzuki, Toshiki Tazoe, Yukio Nishimura
    • Organizer
      1st China-Japan-Korea International Meeting(第44回日本神経科学大会共催)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Boosting motor outputs and inducing cortical adaptation via artificial neural connection2021

    • Author(s)
      Miki Kaneshige, Kei Obara, Michiaki Suzuki, Toshiki Tazoe, Yukio Nishimura
    • Organizer
      1st China-Japan-Korea International Meeting(第44回日本神経科学大会共催)
    • Int'l Joint Research

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Published: 2023-12-25  

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