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

• 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

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．

The purpose of this study is to clarify the mechanism of neuroregulation in orthostatic posture and neurodisorders. The specific control system is not connected to the control posture control system. The control posture control system is connected to the control posture control system. The control posture control system is connected to the control posture control system. The control posture control system is connected to the control posture control system. Goal achieved 1. "Measurement and Analysis of Posture Motion and Wave during Bed Surface Movement," 2. "Measurement and analysis of posture and motion of static standing wave" was carried out. 1. The measurement and analysis of 20 healthy people in this year was completed. In the static position, the body is always small and the body is always small. When the central nervous system is under control, the posture of the central nervous system is controlled, and when the mechanical properties of the body are recovered, the posture of the central nervous system is recovered. The results of this analysis show that the micro-recovery time is different from the micro-recovery time. The micro-recovery time is different from the micro-recovery time. Similar activities and random movements are accompanied by the occurrence of synchronous events in the domain and the inhibition of synchronous events in the domain. The control of the continuous movement is different from that of the continuous movement, and the start and stop of the posture control can be repeated and the non-continuous control can be performed. The results of this research are presented in the Motor Control Research Conference and are now ready for submission to the International Journal. The above is the result of the posture control and movement of the standing position, and the control and movement of the non-continuous position. This paper presents a study on the basis of the postural control system of healthy people.

项目成果

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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakamura Kouki;Miyoshi Takahiro;Nonaka Chiho;Takahashi Hiroyuki R.;中村 晃大
• 通讯作者: 中村 晃大

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

• 发表时间: 2021
• 期刊: 研究報告数理モデル化と問題解決 (MPS)
• 作者: 鈴木康之，十亀敬伍，中村晃大，野村泰伸

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

• 发表时间: 2022
• 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