大脳基底核ニューロン活動マッピングとパーキンソン病リハビリテーションの実験的開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22650124
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 粂井 康宏 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (30161714)
• Keywords: 大脳基底核 / 線条体 / 視床下部 / ニューロン活動 / パーキンソン病 / マイクロダイアリシス / 神経伝達物質 / リハビリテーション

Research Abstract

パーキンソン病の進行を緩和するために、大脳基底核のニューロン活動を反映したリハビリテーションを実験的に開発する。パーキンソン病モデルラットを用いて、in vivoマルチ電極記録システムにより、黒質、線条体、淡蒼球、視床下核、視床の近隣複数カ所でのニューロンsingle unit活動を同時に記録する。病変部位に入出力する複数のニューロン活動を相互に解析し、基底核のニューロン活動をマッピングする。これを活用して安静時振戦、筋固縮、寡動、歩行障害等のパーキンソン病の進行を精確に予測した合理的なリハビリテーションを施し、効果を検証することが本研究の目的である。平成22年度では、ドーパミン作動性ニューロンの特異的神経毒MPTPを脳内インフユージョン装置によって線条体被殻に3日間連続して合計4μgを注入し、2週間後に、すべてのラットに所定のパーキンソン病の発症を確認した。研究協力者(ゼレド・ジョージ)は、ドーパミン作動性ニューロンの変性進行過程すなわちパーキンソン病急性期と慢性期において、黒質、線条体、淡蒼球、視床下核、視床などの病変にかかわる基底核ループにおけるニューロンのsingle unit活動をテレメトリで記録した。基底核を中心とする病変部位で複数ニューロンについて、電気刺激に対する応答性を指標にしたニューロン活動を調べた。基底核ループの関連領域では、正常時に見られるニューロン放電活動に比べて、パーキンソン病が発症する場合、急性期と慢性期において、これらの基底核ループの一部の領域でのニューロン活動は変化することがわかった。また、当該部位でドーパミンやセロトニンなどのモノアミン神経伝達物質をマイクロダイアリシスで直接回収し、定量分析する手法を初めて確立し、刺激に対してドーパミンが上昇する一方、抑制性に作用するセロトニンの低下によって興奮作用が発現した。