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歩行制御の中枢神経機構の解明～機械学習に基づく大脳皮質－脊髄連関の包括的理解～

阐明步态控制的中枢神经系统 - 基于机器学习全面理解大脑皮层-脊髓连接 -

基本信息

批准号：
18J01286
负责人：
横山光
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2020年度における研究活動において、ヒト歩行制御の中枢神経機構の解明のため、筋電図・脳波測定と機械学習を用いて歩行時の筋制御に関する研究を進めた。昨年に引き続き今年の6月まで、神経疾患患者を対象とした研究を行うためにトロントリハビリテーション研究所に留学し研究を行なった。パーキンソン病患者を対象とした研究に従事し、中脳ドパミン系の機能不全による大脳皮質機能の低下が、大脳皮質と脊髄の神経細胞活動の同期性を低下させ、歩行時の筋活動異常を引き起こすことを示唆する結果を得た。この内容を論文としてまとめ、Journal of Neurophysiology誌に受理された。6月に帰国した後、脳波と独立成分分析を用いた研究を進め、歩行時の精緻な足部位置制御には感覚運動野、頭頂連合野、視覚野が関わることを明らかにし、European Journal of Neuroscience誌に掲載された。加えて、脳波や筋電図を用いた歩行制御に関わる2つの研究を国際誌に投稿し、査読中である。年度の後半には、歩行時の詳細な筋制御機序を解明するため、60以上の電極を一つの筋の上に貼付し、得られた高密度筋電図信号に独立成分分析を応用して単一の脊髄運動ニューロンの発火タイミングを調べる研究に取り組んだ。シミュレーションと実験から、全身運動時であっても非侵襲的に単一運動ニューロンの発火活動を評価することが可能であるという結果が得られた。以上のように、多角的なアプローチにより、ヒト歩行の神経制御機序に関する研究を遂行し、特に今年度は有望な新規手法の開発、複数の論文を投稿・発表をするなど大きく研究が進展した。

2020 における research activities において, ヒト step line suppression の central god 経 institutions の interpret のため, jin electric 図脳と mechanical learning を measure wave いて step row is の reinforcement suppression に masato すをる research into めた. Yesterday in に lead き続き in June this year のまで, god 経 disorders を like と seaborne したを line うためにトロントリハビリテーション institute study にし study を line なった. パーキンソン patients を like と seaborne した research にし従, in 脳ドパミン is の insufficiency による脳 cortex function low のが, big 脳 cortex と spinal marrow の god 経 cell activity の synchronism を low させ, step の muscle activity during abnormal を lead き up こすことを in stopping すたをる results. Youdaoplaceholder3 <s:1> content を paper とてまとめてまとめ, Journal of Neurophysiology に accepted された. After June に帰 countries した, 脳 wave とを using independent component analysis いをた research into め, step row の delicate な foot position suppression には feeling 覚 movement even a wild, wild, head 覚 wild が masato わることを Ming らかにし, European Journal of Neuroscience tzu に first white jasmines load された. Add えて, 脳 wave や jin electric 図を with いた step line suppression に masato わる 2 つの research を international volunteers contribute にし, check 読である. The second half year のには, step のな reinforcement in detail during the royal machine sequence を interpret するため, more than 60 の electrode を a つの tendon のに TieFu し, られた high-density reinforced electric 図 signal に independent component analysis を応 with して単 a の spinal marrow movement ニューロンの発 fire タイミングを adjustable べる research group take りにんだ. シミュレーションと be 験から, whole body movement であっても of noninvasive に単 movement ニューロンのを発 fire activity evaluation 価することが may であるという results らがれた. Above のように, polygonal なアプローチにより, ヒト step の god 経 suppression machine sequence に masato すをる research carries out し, に our は "is expected to be な new rules gimmick の open 発, plural の thesis contribute を発 table をするなど big きがく research progress した.