Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
脳梗塞などによる障害の回復過程では、抑制性介在神経細胞の活動低下による「脱抑制」が誘発する神経回路再編が重要な働きをしていると考えられている。一方、慢性期にも脱抑制が持続した場合、抑制のバランスが崩れたままの状態が続き、障害からの回復を阻害する可能性がある。従って、このような脱抑制を時期・部位依存的に制御することは、さらなる機能回復に寄与することが示唆される。本研究では、障害をうけた大脳皮質運動野の対側半球の脱抑制が脳梗塞慢性期にも持続することによる負の影響を調べ、そうした慢性期の脱抑制を制御することが、さらなる機能回復すなわち「超回復」の誘導に繋がるのか動物実験レベルで検証する。
脳梗塞後の機能回復過程には、梗塞周辺領域をはじめとする残存神経回路の代償過程が関わっている。我々は、運動野脳梗塞モデル動物を用いて、神経回路の脳梗塞急性期から慢性期にかけての機能的変化に着目し、特定の神経回路を制御することで、慢性期における機能回復を促すための手法の開発を目指している。そのために、巧緻動作が要求される梯子走行課題中の、神経活動イメージングを行い、課題遂行中の一次運動野（M1）が、梗塞からの回復過程における変化を観察した。前年度に構築した蛍光カルシウムイメージングのシステム、および梯子走行課題システムを用いて光血栓性脳梗塞モデル動物の行動計測および運動野を含む周辺領域のカルシウムイメージングを進めた。蛍光カルシウムセンサーであるGCaMP6fを対象領域のM1にアデノ随伴ウイルスベクターを用いて発現させ、１～２か月におよぶ長期間の運動時の活動パターンの変化の有無を調べるためのイメージレジストレーションや蛍光シグナルの観察に影響を及ぼす内因性シグナル等のノイズを補正するといった処理を解析システムに組み込み、観察を行った。また、脳梗塞後の運動機能障害を定量評価するために深層学習モデルを用いて姿勢推定を行い、四肢の関節位置の３次元再構築を行った。M1前肢領域の梗塞により、対側の前肢の落下、および関節の可動域が低下することを確認した。さらに、運動機能障害のみならず認知機能障害についても検討を行った。M1内側に位置する内側無顆粒皮質は、複数の感覚領野と結合関係を持ち、注意に関連する領域であり、この領域を損傷すると半側空間無視様の症状が現れる。この領域内での損傷と回復の関係を調べるため、光梗塞により損傷を作成し、回復過程を調べた。その結果、吻側の内側無顆粒皮質ほど回復の程度が低下する傾向にあることが分かった。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results, Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)
Experimental Brain Research
Volume: － Issue: 6 Pages: 1421-1428
10.1007/s00221-024-06817-8
Nature Communications
Volume: 13 Issue: 1 Pages: 3622-3622
10.1038/s41467-022-31272-w
