Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
体の一部が事故や病気で失われた場合、脳がどのように適応し障害を乗り越えるのであろうか？手足を失っても、存在しない手足が依然としてあるかのように感じたり（幻肢）、強い痛みを感じることがある（幻肢痛）。さらに脳と身体、特に運動皮質や体性感覚皮質は、身体の各部位と1対1に対応している（体部位再現）。手足が失われた場合、体部位再現地図にどのような変化が起きるのであろうか？これらの問題を、ヒトに近い霊長類であり、直接、神経活動を記録することが可能であるサルを対象に、上肢を事故によって失った個体を用いて明らかにする。
幼少時に事故によって一側の上肢遠位部を失ったサルにおいて、大脳皮質の体部位局在がどのように変化したのかを調べた。一次運動野（M1）は中心前回の表面と中心溝の前壁を占めている。障害側では、手指、手根を再現していたと思われる領域が喪失しており、その代わりに断端部が再現されていた。この領域のニューロンは、断端の触診によって反応し、随意運動中にも活動を示した。また低強度の皮質内微小刺激（ICMS）で断端の筋肉の収縮を誘発したた（コア領域）。したがってM1の遠位領域は、断端領域に取って代わられたことになる。低強度のICMSで運動を誘発できるコア領域は、障害側では健常側に比べて縮小していた。一次体性感覚野（S1）は中心溝の後方に存在する。障害側では断端領域は、上肢領域の一部を占めていた。したがって、遠位上肢領域を再現していた領域は、一部、断端領域を再現するようになったと考えられる。上肢遠位部領域と上肢領域全体の面積を、障害側と健常側とで比べると、障害側の上肢遠位部領域は健常側と比べて小さいが、一方、上肢領域全体では差がないことがわかった。補足運動野（SMA）においては、誘発される運動と体性感覚入力で上肢領域を調べたところ、障害側において上肢領域のほとんどは断端部位ではなく、近位部の上肢領域を再現していた。遠位部断端領域と上肢全体領域を、障害側と健常側とで比べたところ、障害側の断端領域は、健常側の上肢遠位部より小さいこと、一方、上肢全体領域は、障害側と健常側とで差がないことがわかった。このようにM1、SMAにおいては、上肢遠位部を再現していた領域が縮小しているのに対し、S1では保存される傾向にあった。運動野と感覚野におけるこのような差が、切断された上肢が依然として存在しているという感覚である「幻肢」の基礎となっている可能性がある。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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The Journal of Neuroscience
Volume: 44 Pages: 1911-1922
10.1523/jneurosci.1911-22.2024
Neurobiology of Disease
Volume: 190 Pages: 106362-106362
10.1016/j.nbd.2023.106362
Frontiers in Aging Neuroscience
Volume: 15 Pages: 1221341-1221341
10.3389/fnagi.2023.1221341
Cell Reports Medicine
Volume: 4 Issue: 10 Pages: 101208-101208
10.1016/j.xcrm.2023.101208
Movement Disorders
Volume: 38 Issue: 12 Pages: 2145-2150
10.1002/mds.29646
Communications Biology
Volume: 6 Issue: 1 Pages: 914-914
10.1038/s42003-023-05288-x
Scientific Reports
Volume: 12 Issue: 1 Pages: 6493-6493
10.1038/s41598-022-10130-1
Nature Communications
Volume: 13 Issue: 1 Pages: 2233-2233
10.1038/s41467-022-29750-2
Cerebral Cortex Communications
Volume: 3 Issue: 2 Pages: 1-14
10.1093/texcom/tgac022
Cell Reports
Volume: 40 Issue: 10 Pages: 111309-111309
10.1016/j.celrep.2022.111309
https://www.nips.ac.jp/sysnp/
https://www.nips.ac.jp/nips_research/press/2022/06/2022fmri.html
https://www.nips.ac.jp/release/2022/04/post_472.html
https://www.nips.ac.jp/release/2022/04/post_471.html
