ヒト立位姿勢制御と神経疾患による変容の脳内メカニズムのシステム・情報学的探究

人体站立姿势控制及神经系统疾病引起变化的脑机制的系统/信息学探索

基本信息

批准号：
21J13652
负责人：
中村晃大
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13652/
关键词：
ヒト立位姿勢制御脳波ベータ帯域同期パーキンソン病

项目摘要

本研究課題の目的はヒト立位姿勢の神経制御メカニズムと神経疾患によるその変容機構の解明である．具体的には我々が提唱している間欠制御という非連続的な制御姿勢制御を作業仮説とし，間欠制御に必要な脳内情報処理により生じることが予想される皮質脳活動の発見を目指した．目的達成のため1.「床面移動外乱時の姿勢動揺と脳波の計測・解析」，2.「静止立位時の姿勢動揺と脳波の計測・解析」を実施した．1.に関しては摂動後に間欠制御の脳内情報処理を反映していると考えられる脳波のベータ帯域脱同期と同期を発見し，その成果を論文にまとめてFrontiers in Systems Neuroscienceにて発表している．2.に関しては本年度20名の健常者の計測・解析を完了した．静止立位中，ヒト身体は常に微小な転倒と回復を繰り返している．間欠制御では転倒時に中枢神経系による姿勢の制御を行い，回復時には身体の機械力学的な性質を利用して受動的に姿勢を回復させる．この微小な転倒と回復に注目して解析を実施した結果，微小転倒時に脳波ベータ帯域で脱同期が，微小回復時にベータ帯域で同期が現れることを発見した．類似の脳活動として随意運動とその停止に伴うベータ帯域の脱同期と同期がよく知られており，ベータ帯域同期は運動の抑制を反映していると考えられる．発見した脳活動はヒトが従来考えられてきた連続的な制御とは異なり，姿勢制御の開始と停止を繰り返す非連続な制御を行っていることを示唆する．この成果は姿勢と歩行研究会とMotor Control研究会で発表し，現在国際論文誌への投稿準備が完了したところである．以上よりこれまで明らかとなっていなかった立位時の姿勢制御に伴う脳活動を発見し，ヒトが非連続的で間欠的な制御を行っていることを支持する結果が得られた．本課題で明らかとなった健常者における姿勢制御メカニズムは神経疾患による姿勢制御の変容メカニズムを研究するための基盤となる．

这项研究任务的目的是阐明由于人类的姿势和神经系统疾病的神经控制机制而导致的转化机制。具体而言，我们建议的间歇性控制的非连续控制姿势控制是一个工作假设，目的是发现皮质大脑活动，这预计会由间歇性控制所需的大脑信息引起。为了实现目的，1。“在浮动湍流期间进行摇动和分析和分析的脑波”和2。关于1.，它被认为反映了摄入后大脑间歇性控制的间歇性控制，该控制被认为反映了大脑信息处理，并发现了同一时期和同步，并在系统神经科学的边界中发布了结果。关于2.，今年对20名健康人的测量和分析完成了。在静止的位置期间，人体不断重复小跌倒和恢复。在间歇控制中，姿势在掉落时由中枢神经系统控制，并且恢复时使用身体的机械性能被动地恢复姿势。由于分析的重点是这种小小的跌倒和恢复，因此发现当小跌落时，同一时期出现在脑波动β频段中，同步出现在beta频段中，而在较小的恢复的情况下。类似的大脑活动以其自愿运动以及伴随悬浮液的β带的同一时期和同步而闻名，并且认为Beta带同步被认为反映了运动的控制。发现的大脑活动表明，与过去考虑人类的连续控制不同，它们具有非连续的控制，可以启动和停止姿势控制。结果在姿势，步行研究小组和运动控制研究小组中宣布，现在已经完成了向国际实验室发布的准备工作。结果，获得了与姿势控制相关的大脑活动，这是尚不清楚的，并支持人类进行非连续和间歇性控制。在这项任务中揭示的健康人的姿势控制机制是研究由于神经系统疾病而导致的姿势控制的转化机制的基础。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ヒト立位姿勢制御における足関節筋の間欠的活動に伴う脳波の同期と脱同期

人体站立姿势控制过程中与踝关节肌肉间歇性活动相关的脑电波同步和去同步

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木康之，十亀敬伍，中村晃大，野村泰伸;Ayana Niwa and Sho Takase and Naoaki Okazaki;中村晃大
通讯作者：
中村晃大

倒立振子バランスの間欠フィードバック制御に関連する脳波計測と解析

倒立摆平衡间歇反馈控制相关脑电图测量与分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakamura Kouki;Miyoshi Takahiro;Nonaka Chiho;Takahashi Hiroyuki R.;林佳那人，中村晃大，鈴木康之，野村泰伸
通讯作者：
林佳那人，中村晃大，鈴木康之，野村泰伸

ヒト立位姿勢の間欠制御モデルによって予想された脳活動の発見

发现通过人类站立姿势间歇控制模型预测的大脑活动

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakamura Kouki;Miyoshi Takahiro;Nonaka Chiho;Takahashi Hiroyuki R.;中村　晃大
通讯作者：
中村　晃大

ヒト立位時の能動的足関節制御のオン・オフ選択に伴う脳内情報処理を反映した脳波ベータ帯域同期の発見

发现脑电波β带同步反映了与人体站立时主动踝关节控制的开/关选择相关的大脑信息处理

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakamura Kouki;Miyoshi Takahiro;Nonaka Chiho;Takahashi Hiroyuki R.;林佳那人，中村晃大，鈴木康之，野村泰伸;中村晃大，三浦涼大，鈴木康之，野村泰伸
通讯作者：
中村晃大，三浦涼大，鈴木康之，野村泰伸

確率的ハイブリッド力学系の有限要素解析に基づくヒト立位姿勢間欠制御モデルの有限状態マルコフ鎖近似

基于随机混合动力系统有限元分析的人体站立姿势间歇控制模型有限状态马尔可夫链逼近