Visualization of sharpened senses through structure, function and network analysis of the cerebellum

通过小脑的结构、功能和网络分析实现敏锐感官的可视化

• 批准号: 20K20621
• 负责人: 大西 秀明
• 金额: $ 16.47万
• 依托单位: Niigata University of Health and Welfare
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20621/
• 关键词: 小脳; fMRI; 擦刺激; 機能的結合; コネクティビティ; アスリート; MRI; 動的触圧覚刺激; 一次運動野; 表在感覚; MRS; VBM

本研究課題では「小脳は皮膚上を物体が移動する感覚を符号化し，“研ぎ澄まされた感覚”に寄与している」という仮説を立て，この仮説を証明することを目的としている．上記の目的を達成するため，第一段階として2020年度にMRIシールドルーム内で使用することができる擦刺激装置を開発し（プロトタイプ），2021年度にMRIシールドルーム内での稼働を確認し，予備的にfMRIの計測を開始した．しかし，計測時にモーターが不安定になるなどの支障をきたしたため，2021年度から2022年度にかけてプロトタイプの改良に取り組み，2022年度後半に安定して計測できる擦刺激装置が完成した（完成品）．完成品ができるまでの間，2021年度から2022年度前半にかけては，健常成人を対象にして既存の触圧覚刺激装置を利用して動的触圧覚刺激時における脳活動を計測・解析した．この刺激装置は，単純に点字様のピン列が突出するだけであるが，ミリ秒単位で複数のピンを制御できる．ここでは5ミリ秒間４本のピン列を突出させた後にピンを下げ，同時に隣のピン列を5ミリ秒突出させるという刺激を4列繰り返す刺激パターン生成して動的触圧覚刺激として扱った．この刺激により被験者はピンが指先で動いているように感じる．動的触圧覚刺激時の皮質活動を解析した結果，動的職圧覚刺激時には対側半球の一次体性感覚野（S1）だけでなく，対側半球の後頭頂皮質や小脳などの広範囲で活動が認められた．これらの結果を踏まえ，2022年度後半からは完成した擦刺激装置を利用して，擦刺激時の脳活動の計測を開始している．現時点で18名の健常成人（非アスリート）の計測を終えている．

This research topic で は "small 脳 は skin を objects move が す る feeling 覚 を symbolic し," yan ぎ chengcheng ま さ れ た 覚 "に send し て い る" と い う 仮 said を て, こ の 仮 said を prove す る こ と を purpose と し て い る. Written の purpose を reach す る た め, first Duan Jie と し て 2020 に MRI シ ー ル ド ル ー ム inside use で す る こ と が で き る brush stimulation device を open 発 し (プ ロ ト タ イ プ), 2021 annual に MRI シ ー ル ド ル ー ム within で の grain 働 を confirm し, reserve of に fMRI の measuring を began し た. し か し, when measuring に モ ー タ ー が unrest に な る な ど の a disabled を き た し た た め, 2021 annual か ら 2022 に か け て プ ロ ト タ イ プ の improved に み り group, 2022 second half に settle し て measuring で き る brush stimulation device が complete し た (finished product). Finished product が で き る ま で の, 2021 annual か ら 2022 first half に か け て は, healthy adults often を like に seaborne し て existing touch の 圧 を 覚 stimulation device using し て dynamic contact 圧 覚 stimulation に お け る 脳 activity を metering, parsing し た. は こ の stimulation device, pure に 単 braille others の ピ ン column が prominent す る だ け で あ る が, ミ 単 リ seconds a で plural の ピ ン を suppression で き る. こ こ で は 5 ミ リ seconds between 4 this の ピ ン column を prominent さ せ た after に ピ ン を げ, at the same time に 隣 の ピ ン column を 5 ミ リ second highlight さ せ る と い う stimulus を four columns Qiao り return す stimulus パ タ ー ン generated し て dynamic contact 圧 覚 stimulus と し て Cha っ た. <s:1> で stimulate によ によ the subject ピ ピ が が が fingers first で stimulate て るように るように るように sensation じる. Dynamic contact 圧 覚 stimulation の cortical activity を parsing し た as a result, the position of moving 圧 覚 stimulation に は hemisphere seaborne の a sexy body 覚 wild (S1) だ け で な く, hemisphere seaborne の head after small cortical や 脳 な ど の hiroo van 囲 が で activity recognition め ら れ た. Tread こ れ ら の results を ま え, 2022 second half か ら は complete し た を brush stimulation device using し て, brush stimulation の 脳 activity の measuring を start し て い る. At present, there are で18 <s:1> healthy adults (not アスリ で ト ト) whose を test end is えて る る る る.

项目成果

刺激様式の異なる反復的機械的触覚刺激が 一次体性感覚野の抑制作用および二点識別覚に及ぼす影響

不同刺激方式重复机械触觉刺激对初级体感皮层及两点辨别感抑制作用的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 日本古生物学会;西 弘嗣（分担執筆）;渡邉拓，小島翔，大鶴直史，大西秀明
• 通讯作者: 渡邉拓，小島翔，大鶴直史，大西秀明

小脳への経頭蓋ランダムノイズ刺激による脳活動と運動学習の関連性

小脑经颅随机噪声刺激引起的大脑活动与运动学习之间的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: Matsumoto Yuki;Nakamura Shota;栗田昌和;川上紗輝，犬飼康人，五十嵐眸実，神居寧，宮口翔太，大鶴直史，大西秀明
• 通讯作者: 川上紗輝，犬飼康人，五十嵐眸実，神居寧，宮口翔太，大鶴直史，大西秀明

Transcranial direct current stimulation and transcranial random noise stimulation over the cerebellum differentially affect the cerebellum and primary motor cortex pathway

小脑经颅直流电刺激和经颅随机噪声刺激对小脑和初级运动皮层通路的影响不同

• DOI: 10.1016/j.jocn.2022.04.003
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Clinical Neuroscience
• 影响因子: 2
• 作者: Kawakami Saki;Inukai Yasuto;Ikarashi Hitomi;Watanabe Hiraku;Miyaguchi Shota;Otsuru Naofumi;Onishi Hideaki
• 通讯作者: Onishi Hideaki

運動機能医科学研究所

运动功能医学科学研究所

小脳および補足運動野への経頭蓋交流電流刺激が両手運動課題の成績に与える効果

小脑和辅助运动区经颅交流电刺激对双手运动任务表现的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Kaihara Kenta;Nakagawa Shuji;Arai Yuji;Inoue Hiroaki;Tsuchida Shinji;Fujii Yuta;Kamada Yoichiro;Kishida Tsunao;Mazda Osam;Takahashi Kenji;加藤浩;宮口翔太，三本柊士，犬飼康人，大鶴直史，大西秀明
• 通讯作者: 宮口翔太，三本柊士，犬飼康人，大鶴直史，大西秀明