見込み的循環調節を担う中枢機構の探索　－皮質前頭前野の役割－

探索负责前瞻性循环调节的中枢机制 - 前额皮质的作用 -

• 批准号: 17J03263
• 负责人: 浅原 亮太
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J03263/
• 关键词: 随意運動; セントラルコマンド; 循環調節; 筋赤外分光法; 手指巧緻運動; 中枢コマンド; 運動筋反射; 近赤外分光法; 他動運動

運動時における循環機能の調節メカニズムとして、運動指令と関連して脳高位中枢から下降するセントラルコマンドがある。セントラルコマンドは、随意運動開始時に活動筋および非活動筋への血流量を増加させる。これまでの研究で、ヒトの随意運動開始に先行して、大脳皮質前頭前野で脳血流量上昇が生じることを報告した。研究1として、この前頭前野の脳血流量増加が、セントラルコマンドの発生源の活動を反映しているのかについて調べた。また、研究2として、セントラルコマンドの手の巧緻運動時における非活動上肢筋の血流量応答への影響を調べた。研究1では、脳活動に伴う局所脳血流量変化の指標として、大脳皮質前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度(Oxy-Hb)を近赤外分光法を用いて計測した。先行研究で、セントラルコマンドは運動強度や活動筋量に依存して循環応答を増強することが報告されていた。セントラルコマンド発生源の活動も運動強度や活動筋量に依存していると考えられる。他方で、運動開始に先行する皮質前頭前野の脳活動増加は、運動強度、活動筋量の何れとも関連しなかった。皮質前頭前野はセントラルコマンド発生に関わる領域であるが、同領域から直接自律神経系の効果器に向けたコマンドが出力されていないことを示唆した。研究2では、筋血流量の指標として、手指巧緻動作時の非活動上肢筋のOxy-Hb応答を調べた。その結果、セントラルコマンドは手指の巧緻運動時に非活動上肢筋のOxy-Hbを増加させた。Oxy-Hbの増加は、特に上肢遠位筋で顕著に認められた。手の巧緻運動時には、上肢粗大運動と比べて、特に遠位筋への運動コマンドが動員される。すなわち、上肢遠位筋に対する強い運動コマンドに同期してセントラルコマンドが発せられ、その結果、遠位筋での大きな血流量増加が引き起こされることが示唆された。

The regulation of circulation function during exercise is controlled by the motor command and the high center. The blood flow of active and inactive muscles increases at the beginning of voluntary exercise. This study reported that voluntary movement began first, and blood flow increased in the anterior part of the cortex. Study 1: The increase of blood flow in front of the field reflects the change of biological activity. In this study, the effects of muscle movement on blood flow in inactive upper limbs were investigated. In Study 1, an indicator of changes in blood flow associated with exercise, the oxyhemoglobin concentration (Oxy-Hb) in the anterior frontal field of the cerebral cortex was measured using near-infrared spectroscopy. A preliminary study was conducted to determine whether exercise intensity and activity were dependent on the increase in exercise intensity. Activity intensity and activity muscle quantity depend on the activity of the organism. The relationship between the increase of activity in the anterior cortex and the intensity of exercise and the amount of activity in the anterior cortex Cortical front field is divided into two parts: the first part is divided into two parts: the first part is divided into three parts: the first part is divided into four parts: the first part is divided into three parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four parts: the first part is divided into three parts: the first part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into four parts: the first part is divided into four parts: the second part is divided into In study 2, the index of muscle blood flow and the Oxy-Hb response of inactive upper limb muscles during finger dexterity were adjusted. The results showed that Oxy-Hb was increased in the muscles of the inactive upper limbs when the fingers were moved skillfully. Oxy-Hb increases, especially in the distal muscles of the upper limbs. Hand movement, upper limb gross movement, special distance muscle movement, mobilization In addition, the upper limb distal tendon movement is not stable, and the distal tendon blood flow is increased.

项目成果

Central command increases oxygenation of the non-contracting arm muscles during fine hand movement

中枢指令可增加手部精细运动期间非收缩手臂肌肉的氧合作用

• 发表时间: 2019
• 作者: Ryota Asahara;Kanji Matsukawa;Kei Ishii;Izumi Okamoto;Yuki Sunami;Hironobu Hamada;Tsuyoshi Kataoka;Wakana Oshita;Tae Watanabe
• 通讯作者: Tae Watanabe

ラット皮質前頭前野の電気刺激は副交感神経を介する口唇領域の血管拡張を引き起こす

电刺激大鼠皮层的前额皮质引起唇部区域副交感神经介导的血管舒张

• 发表时间: 2017
• 作者: 浅原亮太;松川寛二
• 通讯作者: 松川寛二

自発運動開始時における前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度の増加は運動強度と比例しない

运动开始时前额皮质中氧合血红蛋白浓度的增加与运动强度不成正比

• 发表时间: 2017
• 作者: 浅原亮太;松川寛二;梁楠;遠藤加菜
• 通讯作者: 遠藤加菜

Decreased prefrontal oxygenation elicited by stimulation of limb mechanosensitive afferents during cycling exercise

• DOI: 10.1152/ajpregu.00454.2017
• 发表时间: 2018-08-01
• 期刊: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-REGULATORY INTEGRATIVE AND COMPARATIVE PHYSIOLOGY
• 影响因子: 2.8
• 作者: Asahara, Ryota;Matsukawa, Kanji
• 通讯作者: Matsukawa, Kanji

A limb mechanoreflex decreases the prefrontal oxygenation during motor-driven passive cycling in humans

肢体机械感受反射会降低人类电机驱动被动循环过程中的前额叶氧合

• 发表时间: 2018
• 作者: Asahara R;Matsukawa K
• 通讯作者: Matsukawa K