研究項目A03(公募II期)

A03-1 リアルタイムフィードバックとハイブリッド機能解析による脳機能ダイナミズムの可視化

研究概要

本研究は脳疾患後遺症による麻痺、中枢性疼痛、難治性てんかん患者を対象とし、脳信号のリアルタイムデコーディングと入力フィードバックを試み、脳内の身体表現の変容、神経機能修復のメカニズムとダイナミクスを解明する。健常・病的状態における運動関連脳機能を脳波(EEG),機能MRI(fMRI),脳皮質電位(ECoG)を検出しリアルタイムデコーディングを行う。読み取った運動機能を被験者に様々な刺激でフィードバックし、運動機能読み取りデコーダの作成・改良、運動想起への応用、想起による中枢性疼痛の抑制、さらに長期的な機能回復過程の機能ダイナミクスを解明する。

研究組織

kamada

鎌田 恭輔
KAMADA, Kyosuke

  • 研究代表者 鎌田 恭輔(旭川医科大学 医学部 教授)


A03-2 眼球・頭部運動系における座標系と機能的シナジーの中枢神経基盤

研究概要

本新学術領域研究では、歩行、姿勢、手運動などの運動で協調的に働く筋群(筋シナジー)が、新しい方法(NMF法)で解析されてきている。しかし、それを可能にする脳内機構についてはまだ十分な理解が得られていない。前庭運動系では、各三半規管が刺激されるとそれに固有の眼球・頭部運動が生じる。そこで、この半規管固有の頭部運動の際に働く機能的筋シナジー群を同定し、それが脳内のどのような神経回路によって実現されているかを、電気生理学的・神経解剖学的方法を用いて明らかにしたい。

研究組織

sugiuchi

杉内 友理子
SUGIUCHI, Yuriko

    • 研究代表者 杉内 友理子(東京医科歯科大学 システム神経生理学 准教授)
    • 連携研究者 筧慎 治(東京都医学総合研究所 運動障害プロジェクト プロジェクトリーダー)

A03-3 筋肉協調運動の脳内身体表現学理と脳波を用いた可視化によるリハビリ支援技術の開発

研究概要

本研究では,筋シナジーが脳内でどのように表現・制御され得るのかを非侵襲的脳活動計測法(脳波やfMRI)を用いて可視化し,その情報を運動学習やリハビリテーションにおける脳内変化を捉える手法として利用することを目的としている.

研究組織

yoshimura

吉村 奈津江
YOSHIMURA, Natsue

  • 研究代表者 吉村 奈津江(東京工業大学・科学技術創成研究院 バイオインタフェース研究ユニット 准教授)
  • 連携研究者 神原 裕行(東京工業大学・科学技術創成研究院 バイオインタフェース研究ユニット 助教)
  • 連携研究者 緒方 洋輔(東京工業大学・科学技術創成研究院 バイオインタフェース研究ユニット 特任助教)
  • 連携研究者 山下 宙人(国際電気通信基礎技術研究所 脳情報解析研究所 室長)

A03-4 ヒト前頭・頭頂葉内の脳内身体表現:皮質脳波解読と刺激・病変研究による包括的研究

研究概要

本研究は、てんかん外科の術前評価目的に記録する皮質脳波(ECoG)データから、直接の脳表記録で得られる優れた時間・空間分解能で、道具使用・到達把持運動・巧緻運動にかかわる各種皮質活動を探索する。電気的線維追跡法である皮質皮質間誘発電位(cortico-cortical evoked potential: CCEP)の手法を用いて、前頭葉・頭頂葉間の皮質間結合を明らかにし、これらの領域間の機能的結合様式から同定された中核ネットワークを同定する。中核ネットワークでの活動様式に基づき、道具使用・到達把持運動にかかわる脳内身体表現マーカー候補を同定する。次に、道具使用・到達把持運動・巧緻運動課題中に、高頻度皮質電気刺激の手法で中核前頭・頭頂葉ネットワーク(単一領野ないし複数領野)に介入を行い、各領域およびネットワークレベルの代償のともなわない身体認知・運動制御の変容様式 (fast dynamics)を明らかにする。A班内の連携を通じて、同様の手法や病変研究から、右前頭葉・頭頂葉での身体意識・運動主体感を担う神経基盤とfastおよびslow dynamicsによる変容の解明を目指す。

研究組織

matsumoto

松本 理器
MATSUMOTO, Riki

  • 研究代表者 松本 理器(京都大学 医学系研究科臨床神経学 准教授)
  • 連携研究者 池田 昭夫(京都大学 大学院医学系研究科 てんかん・運動異常生理学 教授)
  • 連携研究者 國枝 武治(愛媛大学大学院医学系研究科 脳神経外科学 教授)
  • 連携研究者 吉田 和道(京都大学 医学系研究科 脳神経外科学 講師)
  • 連携研究者 松橋 眞生(京都大学 学際融合教育研究推進センター健康長寿社会の総合医療開発ユニット 准教授)
  • 連携研究者 下竹 昭寛(京都大学 学院医学系研究科 てんかん・運動異常生理学 助教)

A03-5 大脳皮質における触覚―痛覚相互作用の解明と痛覚制御

研究概要

<1. 痛みの脳内身体表現地図の解明>
触覚系に存在している脳内身体表現は、痛覚系においても存在すると考えられるが、未だ十分に解明されていない。そこで新たに開発した侵害刺激装置とin vivo光学イメージングを組み合わせ、大脳皮質における痛覚の脳内身体表現を明らかにする。
<2. 触覚―痛覚相互作用に係わる神経回路解明>
次に触覚系と痛覚系、それぞれの脳内身体表現に基づいた相互作用を検証するため、痛覚経路および触覚経路選択的に、光遺伝学的手法により活動を制御する。そして大脳皮質における触覚―痛覚相互作用を検証するとともに、その基盤となる神経回路を明らかにする。

研究組織

osaki

尾崎 弘展
OSAKI, Hironobu

    • 研究代表者 尾崎 弘展(東京女子医科大学 医学部 助教)
    • 連携研究者 宮田 麻理子(東京女子医科大学 医学部 教授)
    • 連携研究者 植田禎史(東京女子医科大学 医学部 助教)


A03-6 サル内包梗塞モデルを用いた身体表現適応機構の解明

研究概要

本研究では、最近私達が開発した「マカクサル内包梗塞サルモデル」を用いて、運動機能回復の背景にある皮質内経路の変化を多角的な手法を用いて解明する。さらに脳損傷後の機能回復過程で生じる運動皮質領野の活動量や領野間結合の変化を評価する技術の開発を行い、運動リハビリの臨床への応用を試みる。

研究組織

higo

肥後 範行
HIGO, Noriyuki

    • 研究代表者 肥後 範行(産業技術総合研究所・人間情報研究部門 主任研究員)
    • 連携研究者 村田 弓(産業技術総合研究所・人間情報研究部門 主任研究員)
    • 連携研究者 山田 亨(産業技術総合研究所・人間情報研究部門 主任研究員)
    • 連携研究者 井澤 淳(筑波大学・システム情報系 准教授)