【研究分野】リハビリテーション科学・福祉工学

【研究領域課題番号】24650329 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リハビリテーション / 神経科学 / 遺伝子 / 医療・福祉 / 運動学習

【研究成果の概要】

マイクロアレイを用いたELISA法で定量する末梢血BDNF量ならびにPCR法によって口腔粘膜から同定するBDNF遺伝子の機能多型に関して、過去の文献と遺伝子データベースに基づいて既知のターゲットを選定し、健常成人での分類をおこなった。機能多型を有する被験者数は過去の報告よりも低く、十分な統計解析がおこなえるバリエーションは得られなかった。一方、1日1時間の到達運動訓練を連続5日間実施し、磁気共鳴画像法による脳構造変化を定量した結果からは、1-2日目に生じる一次運動野と海馬の体積増加ならびに皮質脊髄路の軸索束のintegrityが、その後に生じる運動学習プロセスを説明することを明らかにした。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】21500305 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

臨床神経科学 / 脳神経疾患 / 神経科学 / 医療・福祉 / 蛋白質 / 生理学 / タンパク質

【研究成果の概要】

申請者らが世界で初めて作製したジヒドロプテリジン還元酵素の遺伝子破壊マウスにおいて、セロトニン欠乏が起こりPTSD様症状を発症する機序について解析した。その結果、本マウスで生じている高フェニルアラニン血症が主な原因となり、高度の脳内セロトニンの欠乏が起きていること、低フェニルアラニン食により血中フェニルアラニン濃度を低下させると、脳内セロトニンも増加することを明らかとした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】リハビリテーション科学・福祉工学

【研究領域課題番号】20300198 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リハビリテーション / 神経科学 / 脳神経疾患 / 機能的電気刺激 / 医療・福祉 / 機能的電気成樹

【研究成果の概要】

筋電比例式機能的電気刺激装置を小型化し内蔵した前腕スリーブを開発した。内側にはメッシュ素材の布を装着し、表面電極の固定位置を可変式とし、金属不織布で覆うことでノイズ除去を行う工夫がしてある。装着の困難さを解決するため、スリーブを装着してから開窓式の表面電極の固定部分を装着する二段階装着方式とし、表面電極が常に一定の位置に固定される。若干の動作不安定性があるが、携帯性に優れる点は被験者に好評であり、日常生活における長時間使用によって障害側運動野の脳血流が賦活されることで片麻痺の改善が期待されると思われる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

【研究分野】リハビリテーション科学・福祉工学

【研究領域課題番号】19500471 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生物・生体工学 / 生物物理 / 医療・福祉 / 神経科学 / リハビリテーション / 医療福祉

【研究成果の概要】

従来,運動麻痺に対して様々な運動リハビリテーション訓練が実施されてきたが,その意義として,近年,神経に対するリハビリテーション効果が見出されてきた.麻痺した筋・関節を強制的に受動的運動させることで,神経が刺激され,刺激信号が中枢神経に入力し,運動神経機能を高めるというしくみである.本研究では,受動運動を利用したリハビリテーションデバイスの開発を目的に,足関節の受動運動訓練装置を開発し,運動麻痺者を対象に訓練装置の神経リハビリ効果を検証した.その結果,装置による受動運動により筋放電(筋の興奮)が得られることがわかり,神経リハビリテーション効果を有する可能性があると考えられた.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】知能機械学・機械システム

【研究領域課題番号】17206022 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロ・ナノデバイス / 医療・福祉 / 神経科学 / 情報工学 / 脳・神経情報工学 / ニューロマシンインターフェース(神経電極) / 人工肢 / 随意運動機能 / 感覚機能 / 微小神経活動計測・神経刺激法 / 福祉・医療工学 / ニューロマシンインタフェース(神経電極)

【研究成果の概要】

本研究の目的は、生体の神経系と人工肢の信号ラインを直接かつ永続的に接続し、装着者が意図どおりに動かすことが可能で、又、あたかも自分の手足で触れたのと同様の感覚を感じうるという、次世代の人工肢システムを試作する事にある。今回試作したシステムでは、感覚提示系に関しては、義手に装着したセンサに加えられた物理的刺激の強度に応じて、マイクロニューログラム針電極を用いて、当該部位を支配する単一感覚受容ユニットの神経線維に対して微小電気刺激を加え、センサに加えられたのと同じ強度の圧や振動等の感覚を発生させるためのコーディング・デコーディング則の解析を進めた。又、被験者の腱部に機械的振動を与える事により、運動感覚・位置覚を発生させる試みも行った。一方、運動系に関しては、末梢神経の運動神経活動に伴って生じ、運動神経活動同様パルス列で表現される針筋電信号情報を運動神経活動の代用として用い、ロボットハンドに被験者の手や指の動きとほぼ同じ動きをとらせる事に成功した。次いで、神経活動自体による作動を試み、末梢神経用としては、主に再生型神経電極をベースとして流路などを付加した電極を開発し、又、中枢神経用としても、多チャンネルで柔軟、かつ個々の電極の刺入位置の調節が可能な電極や神経の再生促進・誘導を目指した諸種の電極を開発して、動物実験で末梢神経信号、及び、大脳皮質信号による制御を試みたが、後者に関しては、車椅子に見立てた車の速度・方向等を随意的に制御する等の成果を挙げる事が出来たが、前者に関しては、実験動物への電極の埋め込みとin vitroで神経細胞を用いた生体適合性等、有用性および性能に関する検討を行う段階まで研究開発を進める事は出来たが、チャンネル数や得られる情報量の問題で運動制御を行なうには充分ではなく、埋込電極による信号取得と義手の作動と多チャンネル化については今後の問題として残った。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】32,370千円 (直接経費: 24,900千円、間接経費: 7,470千円)