複数肢協調運動のメカニズムの解明

阐明多肢协调机制

基本信息

批准号：
12J04056
负责人：
中川剣人
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J04056/
关键词：
fMRI 手足協調運動 TMS 運動イメージ複数肢協調運動動作方向認知受動運動

项目摘要

【同側手足協調運動の制約に関する脳活動】二肢協調運動の制約に関する神経基盤を調べるため、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いた実験を行った。実験課題は、同側の手足を実際に動かす課題、およびそのイメージを行う課題とした。その結果、実際に運動を行う場合と同様に、認知処理に依存する運動イメージにおいても、動作方向によって脳活動に大きな違いが観察された。具体的には、手足を逆方向に動かすイメージをしたときには、同方向に動かすイメージ時に比べ、前補足運動野、帯状回などの部位が特異的に活動していた。これらの部位は、運動実行時にもほぼ同様であり、複数肢協調運動の動作方向の制約の発現に関わる脳活動部位であることが推察される。この実験は、サンプル数を増やすため、現在進行形である。【同側手足間の神経ネットワークのメカニズムの検討】足関節を周期的に動かすと、安静状態の手関節筋の神経活動が同方向動作を促進するような変動を起こすことが知られている。この現象は、二肢協調運動の際、同方向動作が安定する「動作方向の制約」の神経基盤の一つとされている。本実験では、その詳細なメカニズムを検討することを目的とした。実験では、右足の①随意運動、②運動イメージ、③受動運動に対して注意を向ける、④受動運動に対して注意を向けない、の4課題を行い、それぞれ背屈時、底屈時に磁気刺激を行い、前腕筋の筋電図上に得られる運動誘発電位(MEP)の振幅値から、皮質脊髄路の興奮性を計測した。その結果、いずれの課題も足の動作に対応したMEPの変動が起こった。運動イメージにおいてもその変動が観察されたことから、運動企画過程で手足間のニューラルクロストークが作られることが示唆された。また、二種類の受動運動課題ともMEP変動が見られたことから、求心性信号によるクロストークも別に存在することが予想される。

[与同侧肢体协调限制相关的大脑活动]为了研究两肢协调限制的神经基础，我们利用功能磁共振成像（fMRI）进行了实验。实验任务包括实际移动同侧肢体并想象它。结果，与实际锻炼时类似，根据运动方向观察到大脑活动的巨大差异，甚至在依赖于认知处理的运动想象中也是如此。具体来说，当人们想象朝相反方向移动四肢时，与想象朝同一方向移动四肢时相比，前辅助运动区和扣带回等区域会被特别激活。这些区域在动作执行过程中几乎相同，推测是参与表达多肢协调运动的运动方向约束的大脑活跃区域。目前该实验正在进行中，以增加样本数量。【同侧肢体间神经网络机制的研究】已知，当踝关节周期性运动时，静息状态下的腕关节肌肉的神经活动会产生波动，促进同向运动。这种现象被认为是“运动方向限制”的神经基础之一，在两肢协调运动期间稳定同一方向的运动。本实验的目的是检查详细的机制。在实验中，我们执行了四项任务：（1）随意运动，（2）运动想象，（3）注意被动运动，（4）不注意右腿的被动运动。分别通过前臂肌电图获得的运动诱发电位（MEP）的幅度来测量皮质脊髓束的兴奋性。因此，在这两项任务中，MEP 的变化是响应脚部运动而发生的。在运动想象中也观察到了这种变化，表明四肢之间的神经串扰是在运动规划过程中产生的。此外，由于在两种类型的被动运动任务中都观察到 MEP 波动，因此预计还存在由传入信号引起的串扰。