脳梁を介した大脳皮質一次運動野からの運動出力と二足歩行

大脑皮层初级运动皮层通过胼胝体和双足运动的运动输出

• 批准号: 19K11370
• 负责人: 森 大志
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Prefectural University of Hiroshima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K11370/
• 关键词: 大脳皮質; 経頭蓋磁気刺激; 運動誘発電位; 運動の要素; 運動野; 歩行; 磁気刺激; 神経制御; 脳梁; 歩行運動

運動時には大脳皮質運動野（運動野）の活動性が増加することが脳機能画像研究で示されている．この活動性の増加は上肢運動のみならず歩行の際の下肢運動時でも観察される．一方，関節固定に伴う無動では固定部位を支配する運動野の活動性が低下する．これらの結果は同部の活動性増加は主として感覚入力の増加に伴う現象と考えることができる．一方，能動運動と受動運動との違いを検証した研究では両者で運動野の活動性が増加することが示された．そこで本研究では，上肢運動および下肢運動時に観察される運動野の活動性の増加がどのような「要素」に依存するのかを検証し，運動野の活動性と相互半球間の活動性調節の実態について考察する．運動の要素として，前年度は「難度」に着目したが，今年度は「頻度」と「負荷」に着目した．運動に伴う運動手支配側運動野の活動性増加により運動手と同側の運動野の活動性は低下することを仮説とした（半球間抑制）．運動課題は拇指屈曲運動で，運動頻度と重錘負荷の有無の組合せで運動野の活動性を計測した．脳活動は磁気刺激によって刺激側とは反対側の筋から誘発される運動誘発電位（MEP）の振幅値から評価した．最初に頭皮上の最適刺激部位と閾値を同定し，閾値の120％を刺激強度と設定した．各運動課題を実施する前と運動直後に120％刺激強度で誘発されるMEPを計測した．その結果，運動後の運動手と同側の活動性は運動前に比べて変化しないまたは軽度増加する例が現状では多く，この傾向は運動頻度が多いほど強い．また，負荷の有無では変化しない例が多数を占めている．この結果は，単純な手指運動でも運動頻度に応じて同側の活動性が増加する可能性があることを示し，左右半球間の活動性の調節は半球間抑制以外のものがあることを示唆すると考える．今後は対象数を増やすとともに下肢運動でも検証する．

功能性脑成像研究表明，运动过程中大脑皮层运动皮层（运动区）的活动增加。这种活动的增加不仅在上肢运动期间观察到，而且在行走期间的下肢运动期间也观察到。另一方面，在由于关节固定而无法活动的情况下，控制固定部分的运动皮层的活动会减少。这些结果表明，该区域活动的增加主要是与感觉输入增加相关的现象。另一方面，研究主动运动和被动运动之间的差异表明，在这两种情况下运动皮层活动都会增加。因此，在这项研究中，我们研究了哪些“因素”取决于上肢和下肢运动过程中观察到的运动皮层活动的增加，并研究了运动皮层活动和半球间活动调节的影响。让我们考虑实际情况。去年，我们重点关注“难度”作为锻炼的一个要素，但今年我们重点关注“频率”和“负荷”。我们假设运动手同侧运动皮层的活动会由于运动手优势侧运动皮层活动的增加而减少（半球间抑制）。运动任务是拇指弯曲运动，运动皮层的活动是通过结合运动频率和是否存在重量负荷来测量的。大脑活动是根据刺激侧另一侧肌肉磁刺激诱发的运动诱发电位（MEP）的幅度来评估的。首先，确定头皮上的最佳刺激部位和阈值，并将刺激强度设置为阈值的120%。在每次运动任务前和运动后立即测量在 120% 刺激强度下诱导的 MEP。因此，目前很多情况下，运动后锻炼手同侧的活动量与运动前相比保持不变或略有增加，而且这种趋势随着运动频率的增加而更强。另外，根据有无负载而没有变化的情况也很多。这一结果表明，即使是简单的手指运动也可以根据运动频率增加同侧活动，这表明左右半球之间的活动调节涉及半球间抑制之外的其他因素。未来我们会增加受试者数量，也会验证下肢动作。