Enhancement of brain-body association and functional recovery by closed-loop associative stimulation

通过闭环联想刺激增强脑体关联和功能恢复

基本信息

批准号：
21H03308
负责人：
小金丸聡子
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

従来、中枢神経疾患による運動機能障害に関して、臨床ではリハビリテーション治療による反復運動課題、末梢神経筋刺激など末梢神経・筋出力を中心に治療が行われてきた。一方、損傷脳自体への脳刺激による機能回復の報告もあるが、出力先の末梢神経筋との連関については不明であり、効果も一様ではなかった。機能回復には、運動意図より開始される脳神経ネットワーク活動と脊髄・末梢神経での神経伝達、及び効果器である筋が連関し、神経可塑性が誘導される必要がある。よって、今回、動作意図を検知すると同時に、動作に関連する脳領域および末梢神経・筋連関刺激を行う、クローズドループ式脳・末梢神経筋刺激法を着想し、開発に着手した。しかしながら、コロナ禍の影響により、システム開発が遅れるとともに、健常者の実験を進めることができていない。ただ、BMIに用いる脳情報として、健常者および患者にて、嚥下時の脳活動（Event related desynchronization, ERD）を記録することができ、報告した。また介入前後の新たな評価項目として、主観的関節位置覚と運動能力の偏りについて健常者で検討した。ジャンプ着地時の膝関節の位置異常は主観的関節位置覚の異常と相関することを報告した。来年度は、嚥下時のERDなどを含めたBMI型クローズドループ式複合刺激システムを完成させ、少数の健常者において、クローズドループ式複合刺激刺激を行い、M1における皮質脊髄路の興奮性および運動評価および主観的固有感覚の評価を行う。また同時に刺激強度等、至適パラメータを検討する。

传统上，中枢神经系统疾病引起的运动功能障碍的临床治疗主要集中在周围神经和肌肉输出，例如通过康复治疗和周围神经肌肉刺激来重复性运动任务。另一方面，也有通过对受损大脑本身进行脑刺激来实现功能恢复的报道，但与周围神经肌肉输出目的地的关系尚不清楚，而且效果也参差不齐。为了实现功能恢复，必须通过连接运动意向引发的颅神经网络活动、脊髓和周围神经中的神经传递以及作为效应器的肌肉来诱导神经可塑性。因此，我们构想并开始开发一种闭环大脑/周围神经肌肉刺激方法，该方法可以检测运动意图，同时刺激与运动相关的大脑区域和周围神经/肌肉连接。然而，由于冠状病毒大流行的影响，系统开发被推迟，对健康人的实验未能进行。然而，我们报道了健康受试者和患者吞咽期间的大脑活动（事件相关去同步化，ERD）可以被记录下来，作为用于 BMI 的大脑信息。此外，作为干预前后的新评估项目，在健康受试者中检查了主观关节位置感和运动能力的偏差。我们报道跳跃着陆时膝关节位置异常与主观关节位置感异常相关。明年，我们将完成包含吞咽过程中ERD的BMI型闭环复杂刺激系统，在少数健康受试者中进行闭环复杂刺激，并评估M1中皮质脊髓束的兴奋性和运动活动。评估主观本体感觉。同时，还会考虑刺激强度等最佳参数。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Strengthening the GABAergic System Through Neurofeedback Training Suppresses Implicit Motor Learning

通过神经反馈训练加强 GABA 能系统抑制内隐运动学习

DOI：
10.1016/j.neuroscience.2022.02.002
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3.3
作者：
Gyoda Tomoya;Nojima Ippei;Lin Su;Koganemaru Satoko;Mima Tatsuya;Tanabe Shigeo;Huang Ying
通讯作者：
Huang Ying

通过人类脑电图记录观察到的事件相关的去同步化和皮质肌肉一致性。

DOI：
10.3389/fnhum.2021.643454
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.9
作者：
Koganemaru S; Mizuno F; Takahashi T; Takemura Y; Irisawa H; Matsuhashi M; Mima T; Mizushima T & Kansaku K
通讯作者：
Mizushima T & Kansaku K

Knee Valgus during Jump Landing Is Related to the Inaccuracy of Knee Position Recognition in Healthy Young Women

健康年轻女性跳跃着陆时膝外翻与膝关节位置识别不准确有关

DOI：
10.2490/prm.20210041
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizuno F; Koganemaru S; Irisawa H; Saito A; Mizushima T.
通讯作者：
Mizushima T.

Case Report: Event-Related Desynchronization Observed During Volitional Swallow by Electroencephalography Recordings in ALS Patients with Dysphagia.

病例报告：通过脑电图记录，在伴有吞咽困难的 ALS 患者中观察到与事件相关的去同步化。

DOI：
10.3389/fnbeh.2022.798375
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3
作者：
Ogawa A; Koganemaru S; Takahashi T; Takemura Y; Irisawa H; Matsuhashi M; Mima T; Mizushima T; & Kansaku K
通讯作者：
& Kansaku K

【動的ヘテラルキー-脳は階層固定的か?】各論　ヘテラルキーからみた神経疾患と治療　脳損傷後の神経ネットワーク変化とリハビリテーション治療

【动态异质性——大脑的层级是固定的吗？】具体讨论：异质性视角下的神经系统疾病与治疗：脑损伤及康复治疗后神经网络的变化