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ヒトの移動運動の速度を制御する神経機序の解明

阐明控制人类运动速度的神经机制

基本信息

批准号：
15J09583
负责人：
横山光
金额：
$ 2.18万
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：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J09583/
关键词：
歩行 CPG 脳波筋シナジー運動制御脊髄大脳皮質速度

项目摘要

本研究ではヒトの移動運動の速度を制御する神経機構の特徴解明のため、特に筋活動制御に関する神経機構の解明を目的に研究を行ってきた。本年度は、脊髄、大脳皮質、それぞれのレベルにおける歩行時の筋制御機序に関して脳波と筋電図を用いた研究を行った。昨年度までに、脊髄歩行回路による速度制御における、ヒトと動物の間の高い共通性を見出した(Yokoyama et al, 2017, Proc Roy Soc B)。今年度においても、これまで動物にしか存在しないと考えられてきた、歩行一周期中に脊髄の神経活動が上部から下部へ徐々に移っていく神経メカニズムがヒトの脊髄にも存在する可能性を示唆する結果を得た(Yokoyama et al, 2017, Physiol Rep)。歩行時には、脳は一個一個の筋を個別に制御するのではなく、筋シナジーという複数筋のまとまった活動を一つの単位として制御していることが示唆されている。歩行走行の速度変化に応じて、動員される筋シナジーの種類が異なることを2016年に我々のグループが報告した(Yokoyama et al. 2016. Sci Rep)。そこで、今年度は大脳皮質がどのように歩行中の筋シナジーの制御に関与するかを検討した。そのために、脳波から筋シナジー活動を推測する脳情報デコーダを作成した。結果として、脳波情報から筋シナジー情報が推測可能なことを明らかにした。さらに、脳波から個々の筋活動を推測した場合に比べ、筋シナジーを推測した場合の方が推測精度が高かった。この脳情報デコーダの推測精度の違いは、大脳皮質は個々の筋を制御するというより、筋シナジーレベルで歩行時の筋活動を制御することを示唆している。これまでの結果を踏まえると、ヒトは他の動物と似た脊髄歩行回路を有し、その脊髄回路の活動を大脳皮質が変調させることで幅広い速度の移動運動が生成されると示唆される。

This study aims to study the characteristics of the nervous system related to the control of the speed of movement and the control of muscle activity. This year, the research on the mechanism of muscle control in the process of spinal cord and large cortex was carried out. The high degree of commonality between animals and speed control in the last year's walking loop has been demonstrated (Yokoyama et al, 2017, Proc Roy Soc B). The results of this study indicate the possibility of the existence of spinal cord activity in animals during a cycle (Yokoyama et al, 2017, Physiol Rep). When you walk, you can control one muscle individually. You can control one muscle individually. In 2016, the speed of walking was changed, and the types of mobilization were different (Yokoyama et al. 2016. Sci Rep)。This year's annual report on the development of the brain's muscle system and its control system The information is available to you. As a result, the information on the wave is not available. It is estimated that the wave information on the wave is available. The accuracy of the prediction is higher than that of the prediction in the case where the muscle activity is estimated. The accuracy of the prediction of this information is not correct, and the control of muscle activity during walking is not correct. The result is that there is no movement in the spinal cord, and the movement in the spinal cord is not controlled.

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）

歩行観察とイメージにおける皮質脊髄興奮性の変調

步态观察和意象过程中皮质脊髓兴奋性的调节

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
金子直嗣;一寸木洋平;横山光;中澤公孝
通讯作者：
中澤公孝

Muscle synergies reveal impaired trunk muscle coordination strategies in individuals with thoracic spinal cord injury

DOI：
10.1016/j.jelekin.2017.06.007
发表时间：
2017-10-01
期刊：
JOURNAL OF ELECTROMYOGRAPHY AND KINESIOLOGY
影响因子：
2.5
作者：
Milosevic, Matija;Yokoyama, Hikaru;Gagnon, Dany H.
通讯作者：
Gagnon, Dany H.

Velocity-dependent transfer of adaptation in human running as revealed by split-belt treadmill adaptation

DOI：
10.1007/s00221-018-5195-5
发表时间：
2018-04-01
期刊：
EXPERIMENTAL BRAIN RESEARCH
影响因子：
2
作者：
Ogawa, Tetsuya;Obata, Hiroki;Nakazawa, Kimitaka
通讯作者：
Nakazawa, Kimitaka

歩行時の脳波に潜む筋活動・筋シナジー活動関連情報の解読

破译行走时隐藏在脑电波中的与肌肉活动和肌肉协同活动相关的信息

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
横山光;小川哲也;河島則天;中澤公孝
通讯作者：
中澤公孝

Classification of trunk muscle coordination impairment in individuals with thoracic spinal cord injury

胸脊髓损伤患者躯干肌肉协调障碍的分类

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Milosevic Matija;Yokoyama Hikaru;Grangeon Murielle;Masani Kei;Popovic Milos R.;Nakazawa Kimitaka;Gagnon Dany H.
通讯作者：
Gagnon Dany H.