運動野に可塑性を誘導する新規非侵襲的脳刺激法の開発：その神経基盤と臨床応用

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本研究は，一次運動野(M1)に対する反復ペアパルス経頭蓋磁気刺激(rPPS)と経頭蓋交流電気刺激(tACS)の組合せ刺激の効果について，その神経基盤を明らかにすることを目的とする．本年度は，健常成人を対象として，組合せ刺激の効果を単発の経頭蓋磁気刺激(TMS)あるいは2連発TMSによる運動誘発電位(MEP)を基に評価した．2連発TMSは，短潜時皮質内抑制(SICI)，皮質内促通(ICF)と短潜時皮質内促通(SICF)，そして正中神経への電気刺激後にTMS刺激を行う短潜時求心性抑制(SAI)を計測した．組合せ刺激は，20 Hz tACSの90°の位相にrPPSの刺激を組合せるrPPS + tACS，rPPSとsham tACSを組合せるrPPS + sham tACS(rPPS単独)，tACS単独の3条件とした．組合せ刺激と2連発TMSの刺激の制御は本年度購入したパソコンやケーブルを用いて研究環境を構築し，計測を行っている．また，本年度はtACSの位相効果の機序を明らかにするため，交流前庭電気刺激(AC-GVS)と小脳tACSの組合せ刺激の効果を検討した．AC-GVSと小脳tACSの交流電気刺激の位相を0°の位相差で刺激する同位相刺激と，180°の位相差で刺激する逆位相刺激を用いて，歩行機能に対する前庭－小脳機能のネットワークの影響を検討した．評価として，AC-GVSは刺激による周期的な体動を誘発するが，歩行イメージの有無でこの刺激による体動が変化するかを検討した．その結果，AC-GVSと小脳tACSの同位相刺激では，歩行イメージ時の体動が有意に増大した．この歩行イメージ特異的な効果は，逆位相刺激やsham刺激では誘導されなかった．このことから，同位相刺激では前庭－小脳ネットワークが同期することで歩行機能を調整できる可能性があり，tACSの位相は離れた脳領域での神経振動の調整にも重要であることが示された.この結果は，国際雑誌に掲載された(Nakazono et al. Frotiers in Neuroscienece 2022)．