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Neural basis underlying inter-limb coordination

四肢间协调的神经基础

基本信息

批准号：
20J21594
负责人：
加藤辰弥
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、運動に不可欠な要素である上肢と下肢の協調について、その神経基盤の解明を目的とした。前年度までの研究により、上肢の運動中に安静時の下肢の感覚運動制御を司る脊髄反射路(Kato et al., 2019)・皮質脊髄路(Kato et al., 2022)・体性感覚情報処理(Kato et al., 2022)・感覚運動統合(Kato et al., 2023)が変調することが明らかとなった。これらは、上-下肢協調のために上肢と下肢間で運動に伴う神経相互作用がなされていることを示唆する。しかし、これらの研究結果は上肢と下肢を実際に協調させている際の神経活動ではない。そこで本年度は、前年度に作成した上肢と下肢を協調させる運動課題を用いて、実際の上-下肢協調運動中の脳活動に迫った。参加者は、右手関節屈曲と右足関節背屈で画面上のカーソルを制御し、白線に沿って動くターゲットの円の中にできるだけカーソルを入れ続けることが求められた。課題成績はカーソルとターゲットの間の距離をエラーとして評価した。課題の序盤はエラーが多かったものの、徐々に減少し、課題終盤ではエラーの減少はあまりみられなかった。この課題中に脳波を計測し、課題成績との相関を調べたところ、序盤に対側感覚運動野のθ帯(4-8 Hz)のパワースペクトル密度が高い人ほど課題の学習スピードが速いことが明らかとなった。したがって、対側感覚運動野のθ帯のパワーが上-下肢協調能力の獲得に重要な役割を果たすことが示唆された。非侵襲的脳刺激法を用いて学習中の対側感覚運動野のθ帯のパワーを高めれば、上-下肢協調能力のトレーニングやリハビリテーションを補助できる可能性があることが明らかとなった。

This study aims at understanding the essential elements of exercise and coordination between upper limbs and lower limbs. A study conducted in the previous year showed that the spinal reflex pathway was involved in the control of sensory movement of the lower limbs during quiet periods (Kato et al., 2019)·Cortical spinal pathway (Kato et al., 2022)·Sexual information processing (Kato et al., 2022)·Sensory motor integration (Kato et al., 2023). Upper-lower limb coordination and motor interaction between upper limbs and lower limbs The results of this study showed that there was no significant difference in the coordination between the upper limbs and the lower limbs. This year, the project of coordination of upper limbs and lower limbs was completed in the previous year, and the activities of coordination of upper limbs and lower limbs were forced. The participants were able to bend the right joint and dorsiflexion the right foot joint on the screen, and the white line was able to move the right foot joint along the middle of the screen. The problem is that the distance between the two sides is too small. The sequence of the project is not easy to reduce, the project is not easy to reduce. In this project, the measurement of the wave, the correlation between the project results and the adjustment of the wave, the sequence, the opposite side of the sensing field theta band (4-8 Hz), the selection density, the learning speed, the selection speed. It is important to understand the relationship between the upper limb and the lower limb. Non-invasive stimulation is used in the study of the lateral sensory field and the upper-lower limb coordination ability.

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

体性感覚誘発電位と運動皮質内求心性抑制を指標とした上-下肢間感覚運動統合

使用体感诱发电位和运动皮层传入抑制进行上下肢感觉运动整合

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
加藤辰弥;佐々木睦;中澤公孝
通讯作者：
中澤公孝

Modulation of auditory cortical response to self-generated sound by walking during split-belt treadmill adaptation

在分带式跑步机适应过程中行走对听觉皮层对自生声音的反应的调节

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nozomi Endo;Tatsuya Kato;Naotsugu Kaneko;Tetsuya Ogawa;Katsumi Watanabe;Kimitaka Nakazawa
通讯作者：
Kimitaka Nakazawa

Short- and long-latency afferent inhibition in the motor cortex and spinal cord by peripheral somatosensory stimulation in the lower limb

下肢周围体感刺激对运动皮层和脊髓的短潜伏期和长潜伏期传入抑制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kato Tatsuya;Sasaki Atsuhi;Nakazawa Kimitaka
通讯作者：
Nakazawa Kimitaka

Task- and Intensity-Dependent Modulation of Arm-Trunk Neural Interactions in the Corticospinal Pathway in Humans

人类皮质脊髓通路中手臂-躯干神经相互作用的任务和强度依赖性调节

DOI：
10.1523/eneuro.0111-21.2021
发表时间：
2021
期刊：
eNeuro
影响因子：
3.4
作者：
Sasaki Atsushi;Kaneko Naotsugu;Masugi Yohei;Kato Tatsuya;Milosevic Matija;Nakazawa Kimitaka
通讯作者：
Nakazawa Kimitaka

Changes of excitability of lower-limb corticospinal and somatosensory area during voluntary and involuntary contraction of the upper-limb

上肢随意和不随意收缩时下肢皮质脊髓和体感区兴奋性的变化