一側手指の運動リズムが同側一次運動野興奮性に及ぼす影響

单侧手指运动节律对同侧初级运动皮层兴奋性的影响

• 批准号: 12J00393
• 负责人: 上原 一将
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hiroshima 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-12J00393/
• 关键词: 同側大脳皮質一次運動野; 運動リズム; 経頭蓋磁気刺激; 運動誘発電位; 同側一次運動野; 経頭蓋磁気刺激法

本年度は経頭蓋磁気刺激(Transcranial magnetic stimulation, TMS)を用いて, 一側手指の運動リズムが同側一次運動野(ipsilateral primary motor cortex, ipsi-M1)興奮性に及ぼす影響の研究をさらに進める目的で以下の通り実施した.末梢からの感覚入力リズムの違いがipsi-M1興奮性変化に及ぼす影響について検討を行うため末梢電気刺激(Pcripheral nervestimulation, PNS)を用いて上記影響を検討した. 左尺骨神経に1,2,3Hzの異なるfrequencyのPNSを運動閾値上で与えた際のipsi-M1の興奮性変化並びにipsi-M1にPNS由来の感覚入力が到達する潜時を検討した. 末梢電気刺激後35㎳の潜時でipsi-M1の興奮性は有意に変化し, 1,3Hzではipsi-M1の興奮性は増加し, 2Hzではipsi-M1の興奮性は低下することが明らかになった. さらに, 1,2,3Hzの末梢電気刺激を600回与えた後のipsi-M1の可塑的変化を検討した結果, 1,3Hzと比較して2Hz条件ではipsi-M1の興奮性変化が低下し, その変化は少なくとも電気刺激後30分継続することが明らかとなった. 平成24年度で一側手指の1,2,3Hzのリズム運動はipsi-M1の興奮性を変化させ1,3Hzではipsi-M1の興奮性が増加し, 2Hzではipsi-M1興奮性変化が滅少することを報告しているが(Uehara et al., Behavioural Brain Research 2013), 末梢からの感覚入力のみでもipsi-M1に同様の興奮性変化が観察されたことから感覚入力もipsi-M1の興奮変化を誘発する要因の一つであることが示唆される. 上記研究結果は原著論文として国内学会の英文誌に掲載された.平成24年度の研究でリズム運動中のipsi-M1の興奮性変化に影響を与えている神経回路網を検討するためにpaired-pulseTMSを用いてinterhemispheric inhibition (IHI)の計測を行ったが, その中で短潜時と長潜時のIHIの随意運動に対する感受性が異なる可能性が示唆された. この疑問を検討するために一側手指随意運動中に短潜時と長潜時のIHIの変化について検討を行った. 短潜時IHIは随意運動中に有意に増加したが, 長潜時IHIは安静時状態と変化はなく, 短潜時IHIのみ随意運動に対して感受性が高いことが明らかとなった. 上記研究結果は原著論文として国際誌に掲載された.

今年，我们将利用经颅磁刺激（TMS）进一步研究单侧手指运动节律对同侧初级运动皮层（ipsi-M1）兴奋性的影响，以考察感觉输入节律差异的影响。外周对 ipsi-M1 兴奋性变化的影响，我们使用外周电刺激（PNS）检查了上述影响。当将 1、2 和 3 Hz 不同频率的 PNS 应用于高于运动阈值的左侧尺神经时，我们检查了 ipsi-M1 的兴奋性变化以及 PNS 的感觉输入到达外周 ipsi-M1 的潜伏期。电刺激潜伏期35㎳时，ipsi-M1的兴奋性发生显着变化，1.3Hz时，ipsi-M1的兴奋性增加，结果表明，ipsi-M1 的兴奋性在 2Hz 时下降。此外，通过检查在 1、2 和 3Hz 下施加 600 次外周电刺激后 ipsi-M1 的可塑性变化，1、ipsi-M1 的兴奋性变化与3Hz条件相比，2Hz条件下M1下降，并且这些变化在电刺激后持续至少30分钟。 2012年，单侧手指1、2、3Hz的节律性运动改变了ipsi-M1的兴奋性，在1和3Hz时，ipsi-M1的兴奋性增加，在2Hz时，ipsi-M1的兴奋性变化-M1 减少（Uehara 等人，行为大脑研究 2013），在仅具有外周感觉输入的ipsi-M1中也观察到了类似的兴奋性变化，表明感觉输入也是诱发ipsi-M1兴奋性变化的因素之一。在 2012 年的一项研究中，我们使用配对脉冲 TMS 来检查在节律性运动抑制过程中影响 ipsi-M1 兴奋性变化的神经网络。测量了短潜伏期和长潜伏期的 IHI 对自主运动的敏感性可能不同，短潜伏期 IHI 在自主运动期间显着增加，但长潜伏期 IHI 显着增加。 -潜伏期 IHI 与静息状态相比没有变化。结果表明，只有短潜伏期IHI对自主运动高度敏感。上述研究结果作为原创论文发表在国际期刊上。

项目成果

Neura! mechanisms underlying change m the ipsilateral primary motor cortex excitability during unilateral rhythmic isometric contractions of finger muscle.

神经！

• 发表时间: 2012
• 作者: Uehara K; Morishita t Funase K
• 通讯作者: Morishita t Funase K

A comparison between short and long latency interhemispheric inhibition from the active to resting primary motor cortex during a unilateral muscle contmction

单侧肌肉收缩期间活动初级运动皮层与静息初级运动皮层的短潜伏期和长潜伏期半球间抑制的比较

• 发表时间: 2014
• 作者: Uehara K; Morishita T; Kubota S; Hirano M; Funase K
• 通讯作者: Funase K

末梢神経刺激の頻度の違いが同側大脳皮質一次運動野に及ぼす影響について

周围神经刺激频率差异对同侧大脑皮层初级运动皮层的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: 上原一将; 守下卓也窪田慎治; 船瀬広三
• 通讯作者: 船瀬広三

Functional difference in short- and long-latency interhemispheric inhibiti on from active to resting hemisphere during a unilateral muscle contraction

单侧肌肉收缩期间从活动半球到静息半球的短潜伏期和长潜伏期半球间抑制的功能差异

• DOI: 10.1152/jn.00494.2013
• 发表时间: 2014
• 影响因子: 2.5
• 作者: Kazumasa Uehara; Takuya Mori shita; Shinji Kubota; Masato Hirano; Kozo Funase
• 通讯作者: Kozo Funase

Neural mechanisms underlying the changes in ipsilateral primary motorcortex excitability during unilateral rhythmic muscle contraction

单侧节律性肌肉收缩过程中同侧初级运动皮层兴奋性变化的神经机制

• DOI: 10.1016/j.bbr.2012.10.053
• 发表时间: 2013
• 影响因子: 2.7
• 作者: Kazumasa Uehara; Takuya Morishita; Shinji Kubota; Kozo Funase
• 通讯作者: Kozo Funase