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脳卒中後の上肢運動機能回復過程における脳内興奮-抑制性神経システムの関与

研究課題

研究課題/領域番号 20K19393
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関藤田医科大学

研究代表者

上原 信太郎  藤田医科大学, 保健学研究科, 講師 (30725130)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード運動 / 脳卒中 / 上肢 / 到達運動 / 経頭蓋磁気刺激 / 機能回復 / 運動機能回復 / 神経生理学 / 神経興奮性
研究開始時の研究の概要

脳卒中発症後、運動機能は早期より回復を示し、その後も数ヶ月に渡り緩やか回復曲線を描く。この回復過程の背景にある神経機序の一端として、神経システムの機能的変化、とりわけ神経興奮性の状態(興奮と抑制のバランス)変化とそれによって誘導される構造的変化(軸索発芽、樹状突起分岐、シナプス形成など)の重要性が動物実験により示唆されている。しかしながら、ヒト脳卒中患者において神経興奮性の状態変化が運動機能回復に関係しているのかは明らかではない。そこで本研究は、脳卒中後の神経興奮性バランスおよび運動機能を継時的に評価し、運動機能回復に関係する神経生理学的機序を明らかにすることを目的とする。

研究成果の概要

本研究の目的は、脳卒中発症後に生じる上肢の運動機能障害とその回復過程に関する神経機序について、非侵襲的脳刺激法の一つである経頭蓋磁気刺激を用いて検証することである。まず、脳卒中後の上肢の運動機能回復を定量化するため、重力の影響を除いた水平面上での到達運動を解析した。軽度麻痺群では到達目標までの手先の軌跡に関する運動学的パラメータが、到達運動が困難な中等度~重度麻痺群では手先位置の総変位量が機能回復を反映する指標となることを示した。一方で、脳卒中後の上肢の運動機能には、一次運動野を含む脳の電気生理学的指標よりも末梢の神経・筋機能を反映する電気生理学的特性が関係している可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳卒中発症後に見られる上肢の運動麻痺とそれに起因する運動機能障害は、多くの患者で後遺障害として残存し、日常生活活動や社会復帰を妨げる要因の一つになっている。しかしながら、上肢運動機能障害とその回復過程に関する機序は未だ十分には明らかにはされていない。本研究はまず、上肢の運動機能およびその回復を定量化するための指標を示した。さらに、運動機能と関係する電気生理学的指標を示した。これらの成果は、今後の統合的な縦断的分析を進めるための足掛かりとして位置付けることができる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Psychophysical evidence for the involvement of head/body-centered reference frames in egocentric visuospatial memory: A whole-body roll tilt paradigm2023

    • 著者名/発表者名
      Tani Keisuke、Uehara Shintaro、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Vision

      巻: 23 号: 1 ページ: 16-16

    • DOI

      10.1167/jov.23.1.16

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] No Polarity-specific Modulation of Prefrontal-to-M1 Interhemispheric Inhibition by Transcranial Direct Current Stimulation Over the Lateral Prefrontal Cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Uehara Shintaro、Mawase Firas、Cherry-Allen Kendra M.、Runnalls Keith、Khan Maheen、Celnik Pablo
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 513 ページ: 54-63

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2023.01.022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computation of group-level electric field in lower limb motor area for different tDCS montages2023

    • 著者名/発表者名
      Hamajima Hiroki、Gomez-Tames Jose、Uehara Shintaro、Otaka Yohei、Tanaka Satoshi、Hirata Akimasa
    • 雑誌名

      Clinical Neurophysiology

      巻: 150 ページ: 69-78

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2023.03.009

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Alternating Bilateral Training Between Non-Paretic and Paretic Upper Limbs in Patients with Hemiparetic Stroke: A Pilot Randomized Controlled Trial2022

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Masashi、Uehara Shintaro、Kurayama Taichi、Kitamura Shin、Sakata Sachiko、Kondo Kunitsugu、Shimizu Eiji、Yoshinaga Naoki、Otaka Yohei
    • 雑誌名

      Journal of Rehabilitation Medicine

      巻: 54 ページ: jrm00336-jrm00336

    • DOI

      10.2340/jrm.v54.1970

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic determination of muscle groups and optimal stimulation intensity for simultaneous <scp>TMS</scp> mapping of multiple muscles in the upper limb2022

    • 著者名/発表者名
      Yuasa Akiko、Uehara Shintaro、Sawada Yusuke、Otaka Yohei
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 10 号: 23 ページ: 1-10

    • DOI

      10.14814/phy2.15527

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of cerebellar transcranial direct current stimulation on upper limb motor function after stroke: study protocol for the pilot of a randomized controlled trial2022

    • 著者名/発表者名
      Yuasa Akiko、Uehara Shintaro、Ushizawa Kazuki、Toyama Takamichi、Gomez-Tames Jose、Hirata Akimasa、Otaka Yohei
    • 雑誌名

      Pilot and Feasibility Studies

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/s40814-022-01223-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electromyography-controlled gamified exercise system for the distal upper extremity: a usability assessment in subacute post-stroke patients2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Kazuki、Uehara Shintaro、Yuasa Akiko、Kim Chang Man、Kitamura Shin、Ushizawa Kazuki、Tanabe Shigeo、Otaka Yohei
    • 雑誌名

      Disability and Rehabilitation: Assistive Technology

      巻: 0 号: 6 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1080/17483107.2021.1936663

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Facial Expression in a Patient With Minimally Conscious State After Severe Traumatic Brain Injury2021

    • 著者名/発表者名
      Obayashi Yota、Uehara Shintaro、Kokuwa Ryu、Otaka Yohei
    • 雑誌名

      Journal of Head Trauma Rehabilitation

      巻: Publish Ahead of Print 号: 5 ページ: E337-E344

    • DOI

      10.1097/htr.0000000000000666

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovery of cognitive and behavioural function during long-term inpatient rehabilitation in patients with moderate-to-severe traumatic brain injury: Evaluation of a retrospective case series2021

    • 著者名/発表者名
      Kokuwa R, Uehara S, Kajiura S, Onaka H, Yagihashi K, Katoh M, Tanikawa A, Sakuragi C, Inamoto Y, Morita I, Otaka Y
    • 雑誌名

      Journal of Rehabilitation Medicine-Clinical Communications

      巻: 4 ページ: 1000047-1000047

    • DOI

      10.2340/20030711-1000047

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] "Paralympic Brain". Compensation and reorganization of a damaged human brain with intensive physical trainig2020

    • 著者名/発表者名
      Nakazawa K, Obata H, Nozaki D, Uehara S, Cennik P
    • 雑誌名

      Sports

      巻: 8 号: 4 ページ: 46-46

    • DOI

      10.3390/sports8040046

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pushing the Rehabilitation Boundaries: Hand Motor Impairment Can Be Reduced in Chronic Stroke2020

    • 著者名/発表者名
      Mawase Firas、Cherry-Allen Kendra、Xu Jing、Anaya Manuel、Uehara Shintaro、Celnik Pablo
    • 雑誌名

      Neurorehabilitation and Neural Repair

      巻: 34 号: 8 ページ: 733-745

    • DOI

      10.1177/1545968320939563

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of SAR and Temperature Rise in Human Hand Due to Contact Current From 100 kHz to 100 MHz2020

    • 著者名/発表者名
      Murakawa Taiki、Diao Yinliang、Rashed Essam A.、Kodera Sachiko、Tanaka Yoshihiro、Kamimura Yoshitsugu、Kitamura Shin、Uehara Shintaro、Otaka Yohei、Hirata Akimasa
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 200995-201004

    • DOI

      10.1109/access.2020.3035815

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脳卒中片麻痺者の上肢水平到達運動の質と量における方向特異性2022

    • 著者名/発表者名
      上原信太郎、湯浅明子、牛澤一樹、大高洋平
    • 学会等名
      第16回Motor Control研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 上肢遠位に対する筋電操作型ゲームエクササイズシステムの実用性:一定期間の継続使用に伴う意欲の検証2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤一輝、上原信太郎、湯浅明子、北村新、牛澤一樹、田辺茂雄、大高洋平
    • 学会等名
      第12回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 上肢遠位に対する筋電操作型ゲームエクササイズシステムの開発とその実用性の検証2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤一輝、上原信太郎、湯浅明子、北村新、牛澤一樹、田辺茂雄、大高洋平
    • 学会等名
      第58回 日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Direction-dependent differences in the movement characteristics of horizontal reaching in patients after stroke2021

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Yuasa A, Ushizawa K, Kitamura S, Obayashi Y, Ito K, Otaka Y
    • 学会等名
      International Society of Physical and Rehabilitation Medicine, Virtual ISPRM 2021 Congress
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 会話中の他者の表情が自己の表情に及ぼす影響:笑顔強度に基づく検討2021

    • 著者名/発表者名
      大林陽太、上原信太郎、大高洋平
    • 学会等名
      第58回 日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動領野体部位再現地図の上肢複数筋同時評価2021

    • 著者名/発表者名
      湯浅明子、沢田悠介、上原信太郎、大高洋平
    • 学会等名
      第26回基礎理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Recovery processes in patients with prolonged consciousness disturbance after severe traumatic brain injury: a case series2020

    • 著者名/発表者名
      Kokuwa R, Uehara S, Onaka H, Kajiura S, Yagihashi K, Katoh M, Morita I, Saitoh E, Otaka Y
    • 学会等名
      7th Asia-Oceanian Conference of Physical & Rehabilitation Medicine
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative evaluation for facial expression in a patient with minimally conscious state after severe traumatic brain injury -Single case report-2020

    • 著者名/発表者名
      Obayashi Y, Uehara S, Kokuwa R, Otaka Y
    • 学会等名
      7th Asia-Oceanian Conference of Physical & Rehabilitation Medicine
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A peripheral neurophysiological index is associated with upper-limb motor impairment and function in subacute stroke patients2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara S, Watari T, Koyama S, Kitamura S, Obayashi Y, Ito K, Kondo H, Saitoh E, Otaka Y
    • 学会等名
      11th World Congress of NeuroRehabilitation
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軽度片麻痺患者における上肢到達運動制御の方向特異性2020

    • 著者名/発表者名
      上原信太郎, 北村新,渡哲郎,小山総市朗,大高洋平
    • 学会等名
      第25回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳卒中片麻痺者における 上肢到達運動の方向依存的特性2020

    • 著者名/発表者名
      上原信太郎
    • 学会等名
      モーターコントロール研究会第二回オンライン講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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