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縦断的脳イメージングによる脳可塑性の解明と脳可塑性促進法の開発

通过纵向脑成像阐明大脑可塑性并开发促进大脑可塑性的方法

基本信息

批准号：
14J10825
负责人：
疋島(笠原) 和美
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、学習における脳構造や脳活動の変化を個体毎に評価し、個々に合わせた効果的なリハビリテーション法開発への知見を得ることを目的とした。はじめに、ブレイン・マシン・インターフェイス（BMI）は、病気や怪我により障害された運動機能を補う“神経補綴技術”であり、リハビリテーションに併用することで治療効果を促進することが報告されている。一方、BMIの操作には個人差があり、うまく使いこなせない患者もいる。この個人差は、BMIの臨床応用を妨げる大きな要因のひとつである。そこで申請者は、このBMI操作能力の個人差を経頭蓋直流電気刺激（tDCS）によって改善できると考え、その仮説を実験的に検証した。さらに運動学習による脳の可塑的変化の生物学的基盤を動物実験により検証した。運動課題成績を向上させる目的で陽極刺激を実施した被験者群は、偽刺激群に比べ、functional MRIで計測される安静時脳機能結合が、刺激直下の運動野－尾状核間、運動野－小脳間で増加していた。一方、申請者の仮説に反して成功率は減少した。この結果は、本研究のtDCSは運動機能の機能結合を高めるにも関わらず、BMI操作成績に対しては抑制的な影響を示した。この知見は、29年度7月に開催された日本神経科学会で発表した。また今年度は、臨床展開として運動機能障害を呈するパーキンソン病患者にBMIを応用した症例についての研究成果がBrain-Computer Interfaces誌に掲載された。さらに本研究では、マウスを対象に運動学習による脳機能や構造の可塑的変化を解明する実験も進めてきた。7週間の学習前後のMRI計測の結果、運動野と小脳間、左右運動野間の機能的連絡が、トレーニング前後で増加する傾向が見られた。以上、運動学習によって脳に可塑的変化が引き起こされている可能性が示唆されており、解析を進め論文にまとめたい。

In this study, the structure and activities of learning and activities are changed, and the individual and individual evaluations are combined. The わせた effect of the なリハビリテーション method opens the 発への知见をgets the ることをpurpose とした.はじめに、ブレイン・マシン・インターフェイス（BMI）は、 Disease 気や Blame me により Impairment of motor function をう"神経 mending technology" であり, リハビリテーションに combined with することで treatment effect を promotion することが report されている. On the one hand, the operation of BMI is the same as the individual difference, and the patient is the same as the patient. The main factors affecting the clinical application of BMI and individual differences are large. The applicant's personal difference in BMI operation ability has been improved by direct current stimulation (tDCS), and the test has been improved. Motor learning is the basis of plasticity and biology. The performance of the exercise subject is improved, the purpose of the anode stimulation is to apply, the target group is the target group, the pseudo stimulation group is the group, and the functional MRI measures the function of the patient at rest, stimulates the motor field directly below the caudate nucleus, and increases the intensity between the motor field and the small nucleus. The success rate of one party and the applicant's objection will be reduced. The result of this study is that the influence of tDCS on motor function and function combination and the suppression of BMI operation performance are shown.この知见は、July 29th に开奖された日本神経SCIENTIFIC ASSOCIATION で発表した.またThis year's clinical development of kinesiology and motor dysfunction patients するパーキソン disease patients にBMI を応したcases についての research results がBrain-Computer Interfaces志に掲 containされた.さらにThis study focuses on the movement learning and plasticity of the structure and the plasticity of the structure. The results of MRI measurement before and after the 7-week study period, the connection between the motor field and the small body, the function between the left and right motor fields, and the tendency of the increase before and after the training. Above, motor learning is a plastic change that can lead to the possibility of motor learning, and analysis of the paper is possible.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Neuroanatomical correlates of brain-computer interface performance

DOI：
10.1016/j.neuroimage.2015.01.055
发表时间：
2015-04-15
期刊：
NEUROIMAGE
影响因子：
5.7
作者：
Kasahara, Kazumi;DaSalla, Charles Sayo;Hanakawa, Takashi
通讯作者：
Hanakawa, Takashi

An inter-individual variability in peak frequency of event-related desynchronization of sensorimotor rhythms during electroencephalographic-based brain machine interface.

基于脑电图的脑机接口期间与事件相关的感觉运动节律去同步的峰值频率存在个体间差异。

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazumi Kasahara;Charles Sayo DaSalla;Manabu Honda;Takashi Hanakawa.
通讯作者：
Takashi Hanakawa.

Effects on control performance during brain-computer interface induced by transcranial direct current stimulation

经颅直流电刺激对脑机接口控制性能的影响

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazumi Kasahara;Hideki Hoshino;Tatsuhiro Nakamura;Charles Sayo DaSalla;Yousuke Ogata;Kazumasa Uehara;Kenji Doya & Takashi Hanakawa
通讯作者：
Kenji Doya & Takashi Hanakawa

Anatomical structure correlated with control performance for an electroencephalography-based brain-computer interface: A voxel-based morphometry study.

解剖结构与基于脑电图的脑机接口的控制性能相关：基于体素的形态测量研究。