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2021 Fiscal Year Research-status Report

運動学習を促進する新たな非侵襲的脳刺激戦略の構築

Research Project

Project/Area Number 19K19835
Research InstitutionIbaraki Prefectural University of Health Science

Principal Investigator

山本 哲  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 助教 (00735334)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords非侵襲的脳刺激 / 機能的核磁気共鳴画像法 / 経頭蓋直流電気刺激法
Outline of Annual Research Achievements

近年、反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)を用いて、非侵襲的に脳の一部分を賦活または抑制することにより、運動麻痺の回復が促進されると報告されている。しかしその刺激パラメーターは確立されておらず、より効率の良いプロトコルの作成が必要となっている。本研究は、rTMSによる脳賦活変化を定量的に解析・評価する手法を確立することにより、効率の良いrTMSプロトコルの作成を目指す。
令和3年度までに,臨床で最も用いられている磁場強度1.5T-MRI装置を用いて運動関連領野の脳賦活変化を検出するために,健常者8名における安静時機能的MRIのデータ測定を終了した(N=8).また,本データの比較対象として,3T-MRI装置を用いて,安静時機能的MRIのデータ測定を終了した(N=10).撮影条件の検討で得られたデータの一部は、国際集会にてポスター発表を行い報告した。
また,新型コロナウイルス感染症の流行により実験施行の停止と再開の繰り返しの状況が余儀なくされたことから,新たに上肢到達運動に関わる領域を、非侵襲的脳刺激法の一つであるtDCSを用いて刺激することにより,その領域の活動の特徴について検証する実験を計画した.健常者を対象とし,tDCS刺激群と,tDCS偽刺激群に分けてランダム化比較試験を行い,到達運動の学習曲線を観察した.昨年度目標とした40名の参加者の測定が完了した.得られた結果は国際誌に投稿し,現在査読中である.
令和4年度も引き続き、運動麻痺を回復する新たな非侵襲的脳刺激法のプロトコルを提案することを目的として研究を進める.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

令和2年3月より、安静時機能的MRIの撮影条件の検討のための複数名のデータ計測を、茨城県立医療大学および産業技術総合研究所のそれぞれ磁場強度の異なるMRI装置を用いて行った。新型コロナウイルス感染症の流行により実験施行の停止と再開の繰り返しの状況が余儀なくされており、データ測定が遅延している.引き続き,運動麻痺を回復する新たなrTMSプロトコルを提案することを目的として実験を進める。

Strategy for Future Research Activity

当初計画として、脳卒中片麻痺の効果的な治療法の開発へと展開するための基盤研究とすることを目的に、①学習に必要な脳領域を脳機能イメージング法を用いて同定し、学習機能低下モデルを確立すること、②学習機能低下モデルが再学習する際に活動する脳領域を同定すること、③再学習時に活動する領域を抑制している対側の部位を抑制し、再学習が促進されるのかを検討することを目的としていた。しかし新型コロナウイルス感染症の流行により実験施行の停止が余儀なくされており、データ測定が予定通りに進行していない。
そのため以下の通りに計画を一部変更する。本研究は、脳卒中片麻痺の効果的な治療法の開発へと展開するための基盤研究とすることを目的に、①ヒト上肢到達運動に関わる脳領域が適切に描出される安静時機能的MRIの撮影条件を検討すること、②上肢到達運動に関わる領域を、非侵襲的脳刺激法の一つであるtDCSを用いて促進した際の運動学習曲線の変化を観察することにより,運動学習に関わる因子を明らかにすること、③これまでの検討を基に、上肢到達運動を改善するための適切な非侵襲的脳刺激法のパラメータを設定することを目的とする.
上記に加えて、脳卒中患者において、運動課題により賦活した領域を機能的MRIを用いて同定し、その領域に対しrTMSを用いて抑制することによる運動機能の変化についても検討を進めてゆく。本課題により、患者の個別性に応じた運動学習メカニズムの解明と促進に関する知見が得られると考えられる。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の流行により実験施行の停止が余儀なくされた。そのため、データ測定が予定通りに進行していないため、実験計画の一部変更が生じた。それに伴い、備品および消耗品の再検討を行っている。実験の進行状況により、早期に購入を進め、データ計測を行いたい。

  • Research Products

    (8 results)

All 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Interaction of the Left?Right Somatosensory Pathways in Patients With Thalamic Hemorrhage: A Case Report2021

    • Author(s)
      Ishii Daisuke、Ishibashi Kiyoshige、Takeda Kotaro、Yuine Hiroshi、Yamamoto Satoshi、Kaku Yuki、Yozu Arito、Kohno Yutaka
    • Journal Title

      Frontiers in Human Neuroscience

      Volume: 15 Pages: 1-8

    • DOI

      10.3389/fnhum.2021.761186

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effectiveness of Long-Term Physiotherapy in Parkinson’s Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis2021

    • Author(s)
      Okada Yohei、Ohtsuka Hiroyuki、Kamata Noriyuki、Yamamoto Satoshi、Sawada Makoto、Nakamura Junji、Okamoto Masayuki、Narita Masaru、Nikaido Yasutaka、Urakami Hideyuki、Kawasaki Tsubasa、Morioka Shu、Shomoto Koji、Hattori Nobutaka
    • Journal Title

      Journal of Parkinson's Disease

      Volume: 11 Pages: 1619~1630

    • DOI

      10.3233/jpd-212782

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A patient with bilateral medial medullary infarction: Clinical and magnetic resonance imaging findings2021

    • Author(s)
      Sako Rikitaro、Yamamoto Satoshi、Takeda Kotaro、Wakatabi Masahiro、Daira Minoru、Hondera Tetsuichi、Oota Takayuki、Fujii Ami、Okamoto Yoshitaka、Sugiyama Satoshi、Ozasa Yoshifumi
    • Journal Title

      Interdisciplinary Neurosurgery

      Volume: 25 Pages: 101126~101126

    • DOI

      10.1016/j.inat.2021.101126

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Contralateral and Ipsilateral Interactions in the Somatosensory Pathway in Healthy Humans2021

    • Author(s)
      Ishii Daisuke、Ishibashi Kiyoshige、Yuine Hiroshi、Takeda Kotaro、Yamamoto Satoshi、Kaku Yuki、Yozu Arito、Kohno Yutaka
    • Journal Title

      Frontiers in Systems Neuroscience

      Volume: 15 Pages: 1-6

    • DOI

      10.3389/fnsys.2021.698758

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationship Between Motor Function, DTI, and Neurophysiological Parameters in Patients with Stroke in the Recovery Rehabilitation unit2021

    • Author(s)
      Okamoto Yoshitaka、Ishii Daisuke、Yamamoto Satoshi、Ishibashi Kiyoshige、Wakatabi Masahiro、Kohno Yutaka、Numata Kenji
    • Journal Title

      Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases

      Volume: 30 Pages: 105889~105889

    • DOI

      10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2021.105889

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetry of Interhemispheric Connectivity during Rapid Movements of Right and Left Hands: A TMS-EEG Study2021

    • Author(s)
      Ishibashi Kiyoshige、Ishii Daisuke、Yamamoto Satoshi、Okamoto Yoshitaka、Wakatabi Masahiro、Kohno Yutaka
    • Journal Title

      Journal of Motor Behavior

      Volume: 54 Pages: 135~145

    • DOI

      10.1080/00222895.2021.1930993

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 経頭蓋直流電気刺激による系列動作課題の学習促進効果の検証-健常者に対する二重盲検ランダム化比較試験による検討-2021

    • Author(s)
      山本哲,石井大典,石橋清成,河野豊
    • Organizer
      26回日本基礎理学療法学会学術大会
  • [Presentation] 磁気共鳴血管撮影(MRA)と椎骨・脳底動脈の外観表示画像(BPAS-MRI)を用いた両側延髄内側梗塞症例の発症メカニズムの検討2021

    • Author(s)
      山本哲,迫力太郎,武田湖太郎,若旅正弘,大良実,太田隆之,岡本善敬,杉山聡,小笹佳史
    • Organizer
      第27回脳機能とリハビリテーション研究会学術集会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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