2022 Fiscal Year Final Research Report

Innovative research regarding rehabilitation and neuroplasticity using primate cerebral infarction model with hemiplegia

Research Project

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Project/Area Number	20H04053
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research Institution	Kagoshima University
Principal Investigator	Shimodozono Megumi 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (30325782)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大渡昭彦鹿児島大学, 医歯学域医学系, 准教授 (30295282) 原田雄大鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (30755228) 吉田輝鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 講師 (40347109) 栗原崇鹿児島大学, 医歯学域医学系, 准教授 (60282745) 吉野紀美香鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特別研究員RPD (80594902)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	非ヒト霊長類 / 脳梗塞モデル / 3次元行動解析 / リハビリテーション
Outline of Final Research Achievements	A non-human primate stroke model is useful to study effects of rehabilitation on motor impairment after stroke and neuroplasticity because the primate has brain structures and functions similar to those of humans. The purpose of this study is to construct a new system quantitatively evaluating changes in functional impairments in the stroke model. We made an ischemic stroke model of common marmosets using photosensitive dye. The success of the procedure was confirmed by magnetic resonance imaging. Then, we analyzed parameters, such as distance traveled, speed, activity time, and behaviors for 28 days post-stroke using a new three-dimensional monitoring system, MarmoDetector. As a result, a significant correlation was observed between the 3D data and conventional neurological scores, that were the worst immediately after stroke and did not recover to pre-infarction levels during the study period. In addition, we started a preliminary study about rehabilitation using optogenetics.
Free Research Field	リハビリテーション医学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	脳卒中は要介護の主たる原因疾患であり、片麻痺などの機能障害に対し、より効果的なリハビリテーション治療法の開発が必要である。今回、ヒトに近い脳の構造、機能を有する小型霊長類であるコモンマーモセットを用いて光血栓法による脳梗塞モデルを安定的に作成した。さらに、脳梗塞後の機能障害やその回復過程の定量的評価のために、新たな３次元行動解析装置MarmoDetectorを用いて解析した結果、従来の神経学的評価スコアと有意に相関することを明らかにした。今回の成果により今後の新たな介入法の有用性やその作用を検証するための基盤が整った。このシステムの利用により新たな光操作法による介入の予備実験を開始し得た。