2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the hyper-adaptation mechanism by reconstruction of bio-structure and challenges for prevention of decline in latent adaptive capacity
| Project Area | Hyper-adaptability for overcoming body-brain dysfunction: Integrated empirical and system theoretical approaches |
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| Project/Area Number |
19H05723
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
伊佐 正 京都大学, 医学研究科, 教授 (20212805)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内藤 栄一 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 研究マネージャー (10283293)
相澤 秀紀 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (80391837)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 機能回復 / 脱抑制 / fMRI / モノアミン / 高齢者 / 霊長類 / 半球間抑制 / 脊髄損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
A.脊髄損傷後の大規模脱抑制（伊佐）---脊髄損傷前のサルは，精密把持の成功率はほぼ100%であったが、亜半切損傷後32日目，スリットを利用した把持の成功率は41.5%に達し，損傷後40日目から成功率が約90%で飽和した．一方，精密把持の成功率は0%のままでで，5か月間記録しても回復することはなく、亜半切損傷モデルでは，手指の巧緻性は回復しないことが示された．そして，運動関連領域と運動ニューロンとの結合性を調べるために，ECoG電極を通じて感覚野、運動野、運動前野に電気刺激を行ったところ、損傷後の回復過程において，広範な上肢筋に収縮が誘発され，これらの領域に脱抑制が生じていることが示唆された．
B.高齢者における同側運動野の抑制消失と手の器用さの劣化との関連に関する実験的検証（内藤）--若年成人では、右手の運動錯覚中に、同側（右）運動野手領域の有意な活動抑制を認めた。一方で、高齢者では、概ね同側（右）運動野手領域の抑制が減弱しており、むしろ活動が増加している者も存在することがわかった。右手指が器用な高齢者では同側運動野の抑制が認められたが、不器用な高齢者では同側運動野の抑制は消失し、むしろ活動が増加していた。これらの結果は、高齢者でみられる同側運動野の抑制の消失は、彼らの手指の器用さを妨害し、劣化させている可能性を示唆した。
C.げっ歯類を用いたモノアミンの高感度・高速測定技術の開発とその操作（相澤）--超適応誘導時の広範囲脱抑制の基盤へのモノアミン神経系の関与を調べるため、電気化学に基づく細胞外モノアミン濃度の高感度・高速測定技術の開発を行った。また、細胞外ドーパミン濃度を上昇させるドーパミン取り込み阻害薬を投与したマウスでは、経時的に上昇する細胞外ドーパミン濃度を観察したことから、薬理学的手法により本開発技術の妥当性が証明された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
既にサルの脊髄損傷モデル、高齢者において運動関連皮質領域の大規模な脱抑制を示唆するデータが得られてきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、サルの実験は１頭目を完遂させるとともに２頭目に着手する。ヒトを対象とする実験も例数を増やす。げっ歯類の実験では、脱抑制に関わるモノアミン系の働きを明らかにする。
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Research Products
(50 results)
