【研究領域課題番号】21H03340 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

歩行 / 脳波 / 筋電図 / MRI / 脳深部 / パーキンソン病

【研究成果の概要】

本研究の目的はヒト二足立位歩行の制御における中脳・視床などの脳深部領域の役割を最新の脳波計測・解析技術を組み合わせ解明することである。 近年 、高密度脳波測定とMRI(Magnetic Resonance Imaging)画像に基づく被験者ごとの詳細な脳モデルを組み合わせた手法により、脳深部電気活動を非侵襲的に測ることが可能と証明された。さらに、不可能と考えられていた歩行時の脳波測定も革新的手法により測定が可能となった。 こ れらの手法により歩行時の脳深部活動を測定し、大脳皮質や筋など他領域との関係性からヒト歩行制御における脳深部領域の役割を解明する。

本年度はまず、脳波とMRIを組み合わせた脳深部の電気活動推定手法の習得を進め、実際に使えるようになった。実際に先行研究で使用されている複数のdistributed source estimation 法の使用が可能となった。また、被験者の頭部のMRI解剖画像の取得を進め、20人弱のデータを得ることできた。このデータと今後取得予定の脳波信号を組み合わせることで脳深部の電気活動を推定することが可能となる。
また、脳深部の電気活動推定手法の精度検証を行ことを目的にヒト頭部のMRI解剖画像に基づいて 、寒天とNaClを使用し、実際のヒト頭部の導電率を考慮した頭部ファントムを作成した。MRI画像から３Dプリンターを使用して各組織を寒天で成型するするための型を作成し、頭部寒天ファントムを使用した脳深部の電気活動推定の精度検証実験の準備はほぼ完了した。
また、脳深部と脊髄活動の関係性を調べるために、まず脊髄活動を調べる手法の確立も行なった。高密度筋電図とBlind source separationを組み合わせ脊髄運動ニューロンの発火活動を推定する手法を習得し、前脛骨筋の活動を調べた研究を国際誌に発表した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2025-03-31

【配分額】15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)

【研究領域課題番号】20H01775 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コホート / うつ / Well-being / マインドフルネス / 生活習慣 / 安静時脳機能 / MRI / 能動的注意制御 / 脳波 / 受容

【研究成果の概要】

本研究課題は、中高年の精神的健康に関わる指標や、脳の機能構造を縦断的に追跡調査することで、将来の健康を予測する指標や、幸福に寄与する心身の習慣を見出すことを目的としている。2020年度に追跡調査の開始を予定していたが、新型コロナウイルスの感染拡大のために中止を余儀なくされ、2020年度は心身の健康に関わる指標の開発に努めた。本研究課題は、現在に体験にありのままに気づいている状態であるマインドフルネスという心の使い方が、将来の心・脳の健康に寄与するのではないかと仮説立てていることから、マインドフルネスや注意、それらと関連する概念の指標の検討を行なった。現在に能動的に注意を向けられる能力の客観的な指標は少ないため、脳波の事象関連電位を用いた指標を検討し、発表を行なった（朴木他, 2021）。またその能動的な注意制御能力の訓練が、脳活動に与える影響の検討も行なっている（Usui et al., 2021）。またマインドフルネスは、能動的な注意制御の側面だけでなく、体験に対する受容的な態度の要素も含むが、それが特に不安や心身症状、Well-beingに良い影響を与える可能性を質問紙調査研究によって示した（Takahashi et al., 2020）。さらに、マインドフルネスと密接な関連があり、マインドフルネスが奏功するために必要と考えられる心的スキルとして、自分に思いやりを向けるセルフコンパッションというものがあり、日常でセルフコンパッション的な行動がどれだけ行われているかを測る方法の開発も行ってきた（内田他, 2020）。今後は、これらの指標が長期縦断研究において使えるかどうかを検討した上で、実際に縦断調査を開始する予定である。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2025-03-31

【配分額】16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)

【研究分野】獣医学

【研究領域課題番号】17H01507 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

てんかん外科 / 難治性てんかん / 犬 / 猫 / てんかん原性領域 / 脳梁離断術 / 迷走神経刺激療法 / てんかん / 獣医臨床 / 脳波 / MRI / 獣医学 / 外科 / 脳神経疾患 / 臨床 / トランスレーショナルリサーチ

【研究成果の概要】

本研究は、これまで救済の手立てがなかった犬猫の難治性てんかん（DRE）に対する新たな治療法として、人医で適用される「てんかん外科」を獣医療へ導入することを目的とし、複数の実験的基礎研究と実際のDRE犬猫患者を対象としたてんかん外科の臨床試験を行った。基礎研究からは犬猫で利用可能な手術手技を確立し、また将来必要とされる新たな研究課題を見出した。臨床試験では、12例のDRE犬猫患者に対し、個々の症例に適したてんかん外科を実施することで、術後に明らかな発作減少と生活の質の向上を認めた。これらの成果は「小動物臨床におけるてんかん外科の導入」と題された研究課題を全うできたものと確信している。

【研究の社会的意義】

獣医療においててんかん外科は全く行われておらず、難治性てんかんに罹患した犬猫および飼い主は不幸な結果ばかりであったが、本研究により獣医療でもてんかん外科が実施可能かつ有効な治療選択になり得ることが示されたことは、獣医学術的にも、飼い主の福祉的にも大変意義深いものと考えられる。また国際的にも獣医てんかん外科のイニシアチブを獲得できたこと、間接的に人医学との双方向性のある研究課題へと昇華しうる方向性が示せたことは、この分野がさらに発展し、近い将来より大きな研究成果をあげることが期待できる。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2022-03-31

【配分額】42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)

【研究分野】実験心理学

【研究領域課題番号】24530925 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

運動学習 / パフォーマンスモニタリング / 事象関連電位 / 脳波 / MRI / 反応プログラミング / エラー関連陰性電位 / 偏側性準備電位 / スキル陽性電位 / 運動電位

【研究成果の概要】

パフォーマンスモニタリングは，エラー反応をした際にそれを修正し再発を防止する補償機能として概念化されてきた。本研究では従来の知見を概観し，運動学習におけるパフォーマンスモニタリングの重要性を示したうえで，その見地を事象関連電位によって検証した。運動学習現象の文脈干渉効果，フィードバック頻度の効果，潜在的学習，運動プログラミング，タイミング機能に関わる処理過程が事象関連電位を変化させることを示した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】17100006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生体磁気 / 電流分布MRI / 経頭蓋磁気刺激 / 誘導電流シミュレーション / フェリチン / 磁気ナノ粒子 / 医用生体工学 / 磁気刺激 / 脳磁図 / 磁気共鳴 / MRI / MRスペクトルスコピー / 神経活動イメージング / 脳波 / ベータアミロイド / 生体医工学 / 磁気共嗚 / バイオイメージング / 脳機能

【研究成果の概要】

神経電磁気現象に関する脳機能情報を解析して,脳機能の動的機構の解明に迫るため,MRIによる神経電気活動の電流分布イメージングや細胞膜の水透過率を解析する手法を提案した.また,経頭蓋磁気刺激と脳波の同時計測により高時間分解能,高空間分解能を有する新しい脳機能ダイナミックスイメージング法を開発した.さらに,アミロイド沈着をMRIで観測するため,鉄の貯蔵蛋白質であるフェリチンに着目し,これに交流磁場を印加することで,鉄イオンのフェリチンへの取り込みとフェリチンからの放出に関する磁場の作用を調べた.

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2005 - 2009

【配分額】105,820千円 (直接経費: 81,400千円、間接経費: 24,420千円)

【研究分野】体育学

【研究領域課題番号】14701017 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

メンタルトレーニング / 脳波 / fMRI / 事象関連電位 / イメージ / 事象関係電位 / MRI / やる気

【研究成果の概要】

本研究では、メンタルトレーニングによって脳のどこがどのように活動していくか空間分解能に優れたfMRIと時間分解能に優れた事象関連電位(ERP)と呼ばれる脳波を用いて調べることを目的としている。平成14年度までは、メンタルトレーニングの要素であるサイキアップトレーニングのメカニズムを明らかにするために、「動機づけ」について実験を行った。平成15年度は、横断的実験を行い、スポーツ経験者群と非スポーツ経験者群において運動を実際に行った時とその運動をイメージした時において、fMRIを用いて脳活動を比較した。その結果、運動をイメージした場合には、スポーツ経験者群のみにおいて、運動野の活動を観測することができた。同様の実験は脳波の実験においても得られた。
平成16年度では、さらに、縦断的な実験を行い、イメージトレーニングの効果について脳波を用いて検証を行った。7日間のイメージトレーニングを行わせその前後の脳活動について、a)イメージトレーニング群と、b)イメージトレーニングを行わない統制群で比較したところ、トレーニング群は7日間のトレーニングによって運動野に相当する領域での活動が高まったが、統制群では変化が見られなかった。またイメージの想起能力を測定するイメージパフォーマンステストにおいてもトレーニング前には両群の差は見られなかったが、トレーニング後に有意にトレーニング群の方が高いパフォーマンスを示した。さらに興味深いことに、トレーニング群では、トレーニング後に運動野の活動が高まるとともに、運動の実行を抑制する領域(Negative Motor Area)に相当する部分での活動も高まっていた。このことよりメンタルトレーニングを行うことによって脳の活動に大きな変化が生じることが示され、メンタルトレーニングの有効性が示された。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2002 - 2004

【配分額】25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)