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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Central mechanisms for the functional recovery of peripheral neuropathy and the application of rTMS

Research Project

Project/Area Number 19H03974
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

梁 楠  京都大学, 医学研究科, 教授 (70512515)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 真  広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (50435690)
伊藤 明良  京都大学, 医学研究科, 助教 (50762134)
青山 朋樹  京都大学, 医学研究科, 教授 (90378886)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords反復経頭蓋磁気刺激法 / 中枢神経系 / リハビリテーション
Outline of Annual Research Achievements

今年度は,主にヒトを対象とした実験を行い,前年度後半で行った力発揮課題について経頭蓋磁気刺激法(TMS)を用いて脳内抑制メカニズムを調べると同時に,背外側前頭前野(DLPFC)から一次運動野(M1)への投射線維の興奮性変化について二連発TMSを用いて調べた.また,近赤外分光法(NIRS)を用いて力発揮準備段階におけるDLPFCの興奮性変化について調べ,また握力やピンチ力など力発揮の部位よってそれらが異なる傾向を示すことが分かった.末梢神経損傷では神経だけではなく周辺の関節や靱帯,手内筋と外在筋においても障害が起こりうることから,その後の機能回復においては上肢や手指の使用方法や把持形態について検討することは重要であり,その中枢メカニズムを明らかにすることは効果的な機能回復に繋げることが期待できる.本研究結果は,末梢神経損傷後の神経回復および筋力回復に関するリハビリテーション戦略を方向付ける興味深いものであり,現在は上記の研究成果をまとめ論文投稿を進めている.
また,末梢神経損傷に対する中枢神経系への「刺激」効果について検討するために,反復TMS(rTMS)を用いて一次運動野や背側前頭前野に対して介入を行う一方,介入課題としては随意運動や運動イメージといった運動機能関連のものと,注意の焦点化や対象物のカテゴリー化といった認知機能関連のもの,そして運動と認知機能両方を必要とするデュアルタスクを用いて実験を行った.磁気刺激の方法は,前年度動物実験で用いたシーターバースト法以外に,従来の低頻度刺激(~1 Hz)および高頻度刺激(5 Hz~)のプロトコルを用いて実験を行った.脊髄神経細胞や末梢神経の興奮性については末梢神経電気刺激を用いて調べた.上記の刺激を用いて中枢神経系を介入することによって,大脳皮質や脊髄レベルにおける神経回路の興奮性を可逆的に変化させられることが示唆された.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2023 2022

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Journal Article] Central command suppresses pressor‐evoked bradycardia at the onset of voluntary standing up in conscious cats2022

    • Author(s)
      Ishii Kei、Idesako Mitsuhiro、Asahara Ryota、Liang Nan、Matsukawa Kanji
    • Journal Title

      Experimental Physiology

      Volume: 108 Pages: 28~37

    • DOI

      10.1113/EP090718

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] External and internal focus of attention differentially modulate corticospinal excitability in anticipatory postural adjustments2022

    • Author(s)
      Matsumoto Amiri、Ueda Hajime、Ogawa Akari、Oshima Chihiro、Irie Keisuke、Liang Nan
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: 1~12

    • DOI

      10.1038/s41598-022-26987-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Correlation between brain functional connectivity and neurocognitive function in patients with left frontal glioma2022

    • Author(s)
      Ueda Masaya、Usami Kiyohide、Yamao Yukihiro、Yamawaki Rie、Umaba Chinatsu、Liang Nan、Nankaku Manabu、Mineharu Yohei、Honda Masayuki、Hitomi Takefumi、Ikeguchi Ryosuke、Ikeda Akio、Miyamoto Susumu、Matsuda Shuichi、Arakawa Yoshiki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: 1~11

    • DOI

      10.1038/s41598-022-22493-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Central modulation of cardiac baroreflex moment‐to‐moment sensitivity during treadmill exercise in conscious cats2022

    • Author(s)
      Ishii Kei、Idesako Mitsuhiro、Asahara Ryota、Liang Nan、Matsukawa Kanji
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 10 Pages: 1~15

    • DOI

      10.14814/phy2.15371

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] デジタルセラピューティクスの実現に向けたリハビリテーションにおける指標のデジタル化2022

    • Author(s)
      入江 啓輔,梁 楠
    • Journal Title

      運動器リハビリテーション

      Volume: 33 Pages: 229~235

  • [Journal Article] 運動学習の神経基盤および筋骨格系障害による影響2022

    • Author(s)
      梁 楠, 入江 啓輔
    • Journal Title

      作業療法ジャーナル

      Volume: 56 Pages: 712~718

  • [Presentation] 運動様式の違いが注意の焦点化に伴う随意運動課題遂行時の皮質興奮性および抑制性機構に与える影響について2023

    • Author(s)
      松本 杏美莉,小川 明莉,大島 千尋,有賀 理恵子,池田 舞衣,入江 啓輔,梁 楠
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
  • [Presentation] Differential change in interhemispheric inhibition between the dorsolateral prefrontal cortex and primary motor cortex at the preparation time of a unimanual hand grip task in humans2022

    • Author(s)
      Liang N, Okusaki T, Ogawa A, Matsumoto A, Oshima C, Sasaya R, Aruga R, Toriyama M
    • Organizer
      The 39th International Union of Physiological Sciences (IUPS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Differential change in the prefrontal oxygenation during finger tapping movements of different complexities: associations with neuropsychological test performance2022

    • Author(s)
      Kamei D, Liang N, Toichi M
    • Organizer
      The 39th International Union of Physiological Sciences (IUPS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of movement-related pain on the corticospinal excitability during motor imagery2022

    • Author(s)
      Sasaya R, Matsumoto A, Okusaki T, Toriyama M, Ogawa A, Irie K, Liang N
    • Organizer
      The 39th International Union of Physiological Sciences (IUPS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mental rotation of three-dimensional object and its cubic jigsaw puzzle piece: Underlining difference in performance through a short-term learning2022

    • Author(s)
      Yoshioka T, Liang N
    • Organizer
      The 39th International Union of Physiological Sciences (IUPS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modulation of interhemispheric inhibition between the dorsolateral prefrontal cortex and primary motor cortex prior to a unimanual hand grip task in humans2022

    • Author(s)
      Ogawa A, Matsumoto A, Oshima C, Okusaki T, Sasaya R, Aruga R, Toriyama M, Shima A, Koganemaru S, Liang N
    • Organizer
      The 39th International Union of Physiological Sciences (IUPS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effects of different muscle contraction modes on the effectiveness of attentional focus: a TMS study2022

    • Author(s)
      Matsumoto A, Ogawa A, Oshima C, Irie K, Liang N
    • Organizer
      The 39th International Union of Physiological Sciences (IUPS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Standing postural control during an upper limb touching task in a mixed reality condition: analysis of center of pressure and lower limb muscle activities2022

    • Author(s)
      Zhang YH, Matsumoto A, Oshima C, Liang N
    • Organizer
      The 39th International Union of Physiological Sciences (IUPS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 未就学児における協調運動の困難さと運動イメージ能力の関係2022

    • Author(s)
      入江 啓輔,山下 礼華,向山 耕平,河野 知佳,Hala Zeidan,岩本 梓方子,有賀 理恵子,青山 朋樹,梁 楠
    • Organizer
      第69回日本小児保健協会学術集会
  • [Presentation] 覚醒下手術中の握力は覚醒度の指標となる2022

    • Author(s)
      馬場 千夏,峰晴 陽平,梁 楠,溝田 敏幸,山脇 理恵,上田 将也,山尾 幸広,宮本 亨,松田 秀一,稲富 宏之,荒川 芳輝
    • Organizer
      第20回Awake Surgery学会
  • [Presentation] 注意の焦点が主動筋と近接筋の皮質脊髄路興奮性に与える影響について2022

    • Author(s)
      松本 杏美莉,小川 明莉,大島 千尋,入江 啓輔,梁 楠
    • Organizer
      第56回日本作業療法学会
  • [Presentation] ヒトの片手グリップ課題に先行する一次運動野と背外側前頭前野間の半球間抑制の変化2022

    • Author(s)
      小川 明莉,松本 杏美莉,大島 千尋,有賀 理恵子,梁 楠
    • Organizer
      第56回日本作業療法学会
  • [Presentation] Goal-directed reach が運動準備期及び運動開始時おける上肢近位筋の皮質脊髄路の興奮性に与える影響2022

    • Author(s)
      大島 千尋,松本 杏美莉,小川 明莉,有賀 理恵子,梁 楠
    • Organizer
      第56回日本作業療法学会
  • [Presentation] 健常成人における自閉スペクトラム傾向と言葉の理解に伴う運動促進効果に関する研究2022

    • Author(s)
      入江 啓輔,松本 杏美莉,小川 明莉,大島 千尋,梁 楠
    • Organizer
      第56回日本作業療法学会
  • [Presentation] 両手フィンガータッピングの速さに依存した指タップフォースとDLPFC 脳血流量の変化について2022

    • Author(s)
      亀井 大作,梁 楠,十一 元三
    • Organizer
      第56回日本作業療法学会
  • [Presentation] 筋収縮様式の違いが「注意の焦点」課題時の皮質および脊髄の興奮性に与える影響について2022

    • Author(s)
      松本 杏美莉,小川 明莉,大島 千尋,有賀 理恵子,池田 舞衣,入江 啓輔,梁 楠
    • Organizer
      第16回日本作業療法研究学会学術集会
  • [Presentation] オノマトペの言葉から生じる感覚情報処理に関わる皮質脊髄路の興奮性の検討-経頭蓋磁気刺激法を用いた解析-2022

    • Author(s)
      有賀 理恵子,入江 啓輔,松本 杏美莉,小川 明莉,大島 千尋,梁 楠
    • Organizer
      第46回日本高次脳機能障害学会学術総会

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Published: 2023-12-25  

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