2 0 0 0 OA マーモセット低侵襲脳梗塞モデルを用いた脳梗塞に対する細胞療法・神経再生治療の開発
- 著者
- 原 晃一 岡野 栄之 伊藤 豊志雄 疋島 啓吾 井上 賢 澤本 和延 金子 奈穂子 豊田 史香 小牧 裕司 牛場 潤一 武見 充亮 塚田 秀夫 岩田 祐士
- 出版者
- 慶應義塾大学
- 雑誌
- 基盤研究(C)
- 巻号頁・発行日
- 2011
コモンマーモセットを用いた、開頭を必要としない低侵襲脳梗塞モデル作成法が確立された。統一した手技によって信頼度の高い確率でモデル作成が可能となった。本モデルは大脳基底核を中心とした広範囲な脳梗塞を呈し、病巣と反対側の半身運動麻痺を来たす。本モデルにおいてはこのような神経学的異常所見を客観的に評価するための行動学的解析や、MRI、PETを含めた放射線学的解析が可能であり、げっ歯類に比べ、よりヒトに近い脳梗塞モデルであると考えられる。さらに神経新生などの評価のための組織学的検討のみならず、定位的脳手術による細胞移植も可能であり、今後の脳梗塞治療研究に非常に有用なモデルであると考えられる。
1 0 0 0 OA 脳卒中片麻痺患者の歩行に対するエルゴメーター駆動の効果
- 著者
- 新野 浩隆 横山 明正 神谷 晃央 盧 隆徳 内田 成男 島岡 秀奉 牛場 潤一 正門 由久 木村 彰男
- 出版者
- 日本理学療法士協会(現 一般社団法人日本理学療法学会連合)
- 雑誌
- 理学療法学Supplement Vol.32 Suppl. No.2 (第40回日本理学療法学術大会 抄録集)
- 巻号頁・発行日
- pp.B0296, 2005 (Released:2005-04-27)
【目的】 近年、座位や背臥位での駆動が可能な、アシスト機能付き多機能エルゴメーター(ストレングスエルゴ、三菱電機エンジニアリング社製、以下S-Ergo)が臨床応用され、脳卒中片麻痺患者に対する痙縮軽減や機能改善の運動療法にも応用され、歩行訓練への有効な手段となる可能性がある。我々も健常者におけるS-Ergo駆動時の筋活動について過去の関連学会で報告した。しかし、脳卒中片麻痺患者のエルゴメーター運動時の筋活動や歩行能力変化について検討した報告は数少ない。そこで今回、我々は脳卒中片麻痺患者においてエルゴメーター駆動後の歩行能力の変化について検討を行なったので報告する。【対象】 対象は、当研究に同意が得られた脳卒中片麻痺患者10名(男性7名、女性3名)。平均年齢59.4±15.5歳、発症からの期間は平均1080±1811日であった。内訳としては、脳出血5名、脳梗塞5名、右片麻痺4名、左片麻痺6名、下肢Brunnstrom recovery stage(以下、下肢Brs-st)はIIが1名、IIIが3名、IVが3名、Vが3名であった。歩行能力は全例、近位監視~修正自立レベルであった。【方法】 エルゴメーター駆動前後の10m歩行時の所要時間と歩数をそれぞれ2回ずつ計測。エルゴメーター駆動前2回の歩行時の所要時間と歩数をそれぞれ平均し100%とし、駆動後の値から変化率を算出し、下肢Brs-st毎の平均をとった。S-Ergo駆動は、ペダルを時計方向(以下、正回転)と反時計方向(以下、逆回転)に回転させた2種類の駆動を行なった。駆動肢位は座位で最大膝伸展角度を30°とし、運動負荷はアイソトニックモードで3Nmとした。駆動速度は60rpmとし、ピッチ音によりタイミングを制御した駆動を10分間行なった。なお、各施行は1日以上の間隔をあけた。【結果】 所要時間では、正回転においてBrs-stIIが115%、Brs-stIIIが102%、Brs-stIVが110%、Brs-stVが88%、逆回転ではBrs-stIIが87%、Brs-stIIIが99%、Brs-stIVが95%、Brs-stVが93%であった。また、歩数では、正回転においてBrs-stIIが107%、Brs-stIIIが99%、Brs-stIVが105%、Brs-stVが92%、逆回転ではBrs-stIIが88%、Brs-stIIIが95%、Brs-stIVが95%、Brs-stVが95%であった。【考察】 今回の結果より、全てのステージにおいて逆回転で所要時間・歩数が減少する傾向が見られた。歩数の減少つまり歩幅の増大により、下肢のクリアランスが改善されたことがうかがえ、それに伴い所要時間が減少したとものと考えられた。今後は、各ステージの症例数を増やし、S-Ergo前後での歩行パターンの違いによる検討や、歩行中の筋活動の検討等を行なっていきたい。
- 著者
- 牛場 潤一
- 出版者
- 日本リハビリテーション医学会
- 巻号頁・発行日
- pp.79-83, 2010-02-18
はじめに Brain Machine Interface(BMI)は,脳と機械を直接相互作用させる技術の総称である.脳は通常,身体を介して外部環境と関わりを持つが,その仲介となる身体を省き,脳と外部環境を直接作用させよう,という発想がBMIである.こういった考え方によって,完治が困難な身体障害を工学的に克服することがBMIの目標の1つになっている. 運動障害に対するBMIの応用事例は主に,電動義手や電動装具の制御(いわば,失った上肢機能の代替を目指すもの)と,パーソナルコンピュータやテレビなどの家電制御(いわば,環境制御装置としての機能を目指すもの)に大別される.このように,失った運動機能の代償をする「機能代償型BMI」に加えて,最近では神経系機能の再構築を目指す「機能回復型BMI」のコンセプトも示されつつある(表). BMIに用いられる脳活動計測は,その侵襲性によって3つのタイプに分けられる.すなわち,針電極を用いて脳に直接電極を差し込み,神経細胞のスパイク電位を計測する侵襲的な計測方法,硬膜下電極を利用して脳表から局所電位を記録する低侵襲的な方法,頭皮上に皿電極を貼付して脳波を計測する非侵襲的な方法,の3つである.非侵襲的な方法としてはほかに,神経細胞の電気的活動によって生じる磁場変動を計測する脳磁図,機能的磁気共鳴画像法,神経活動によって生じる血流動態の変化を吸光スペクトルとしてとらえる近赤外分光法も存在するが,前二者は計測に際してシールドルームが必須であり,後者は時間特性が悪いことから,BMIに利用した例はそれほど多くない. 当然のことながら,詳細な脳活動を記録分析できる計測手段を用いたほうが,精度の高いBMIを構築することが可能である.また,針電極を用いた脳活動計測の場合,古くから脳科学分野で培われた詳細な細胞活動特性の知見を活かせる点で,研究の具体的道筋が立てやすいように思われる.頭皮脳波は,これら侵襲性のある脳活動計測方法に比べると,空間分解能に劣るほか,体動ノイズや環境ノイズに影響を受けやすいという欠点がある.では,頭皮脳波を用いたBMIが臨床的に意義を持つためには,何が必要であろうか? 頭皮脳波を用いたBMIの利点は,身体的にも精神的にも被験者の負担をかけずにシステムの導入が行えることである.BMIの利用を中断するときにも容易であり,被験者の心理的障壁が比較的低い.計測システムは最も安価で,産業化への道筋が最もつけやすい.頭皮脳波から判別可能な運動関連脳情報は極めて限られるものの,それらを確実かつ即座に判別でき,脱着しやすい安価なシステムとして提供することができれば,重度運動障害者に対する環境制御装置あるいは意思伝達装置としての価値は十分に認められる.また頭皮脳波は,眼電図や頭部や頸部の筋電図など,さまざまな生体信号の混入が避けられないという欠点を持っているが,BMIの想定受益者である重度運動障害者のなかには眼球運動,呼吸や嚥下活動,表情筋などの随意性が残存しているケースは多く認められるので,種々の随意運動に起因するノイズも脳波同様に弁別し,機械制御に用いることで,より実用的なシステムを構築できるものと思われる.
1 0 0 0 脳卒中後の機能回復臨界期における神経回路操作
- 著者
- 牛場 潤一
- 出版者
- 慶應義塾大学
- 雑誌
- 学術変革領域研究(A)
- 巻号頁・発行日
- 2020-11-19
本研究計画では、標的脳領域に選択的に作用する次世代型BMI技術を脳卒中後の臨界期に経日的に適用して、機能代償回路の形成をガイダンスすることに挑戦し、機能回復臨界期が外因的に延長・増大できることを明らかにする。また、その過程で安静時機能結合MRIを計測し、傷害脳の回復期に誘導できる可塑的変化量を同定する。また、運動機能スコアへの利得を算出し、脳卒中後の機能回復臨界期における潜在的回復量を明らかにする。