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2011 Fiscal Year Research-status Report

サル大脳皮質-基底核ループの歩行制御機序:ヒト二足歩行障害の病態解明を目指して

Research Project

Project/Area Number 23650209
Research InstitutionKinki University

Principal Investigator

中陦 克己  近畿大学, 医学部, 講師 (60270485)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2013-03-31
Keywords歩行運動 / ニホンザル / 一次運動野 / 単一神経細胞活動 / トレッドミル
Research Abstract

本研究の目的は大脳皮質-基底核ループにおける二足歩行制御機序の実験的解明である。そのため平成23年度では、流れベルトの上を無拘束の状態で四足歩行と二足歩行を交互に遂行する運動課題を修了した1頭のニホンザルを対象に用いて、大脳皮質・一次運動野の下肢・体幹領域から歩行中の単一神経活動を記録し、同時に四肢・体幹の筋活動を記録した。加えて他の2頭のサルに対しても同様の運動課題訓練を行った。現在その1頭では歩行訓練を修了し、平成24年度に行う2頭目の記録実験に向けた手術を段階的に行っている。 本年度に行った一次運動野からの単一神経細胞活動記録では、cortico-motoneuronal cellを含む殆どの細胞から、四足歩行中と二足歩行中の双方において歩行周期に一致した律動的な活動が記録された。この神経細胞の律動的活動様式を四肢・体幹筋の活動と比較することから、(1)歩行中におけるサルの一次運動野は運動によって生じた律動的な体性感覚入力を受け取りながら、脊髄神経回路網の律動的活動をステップ・バイ・ステップで修飾すること、更に(2)この一次運動野の歩行修飾機能は二足歩行においてより強く動員されることが示唆された。以上の様なサル一次運動野のオン・ライン歩行修飾機能は、皮質脊髄路投射の最も発達したヒト二足歩行でより重要な役割を果たしていると推測され、皮質運動野ならびに皮質脊髄路を障害された際に生じる歩行機能異常の病態を説明し得る神経基盤と考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の計画では平成23年度中に2頭目からの単一細胞記録実験を開始する予定であった。実際には2頭目のサルにおいて記録実験を開始するには至らなかったものの、歩行運動課題訓練を修了し、かつ記録前手術の一部を行う段階まで実験計画を進めることができた。 以上に加えて1頭目のサルの記録実験では、現在まで明らかにされていなかった一次運動野の歩行制御機序について新たな知見を得ることができた。 以上より本課題の達成度を「やや遅れている」区分に分類した。

Strategy for Future Research Activity

平成23年度には1頭のサルにおいて歩行訓練を修了し、現在記録実験に向けた手術を段階的に行っている。従って平成24年度には当初の計画に従って、全ての記録前手術をこのサルに対して行った後に、皮質運動領野ならびに淡蒼球内節からの記録実験と各領域への薬物注入実験を行う。従って研究計画の変更はない。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成23年度の課題遂行にあたって必須な物品を順次購入した結果、8,938円の次年度使用額が生じた。使用額としては小額であり、意図的に平成24年度で使用するために確保した金額ではない。次年度では記録電極等の消耗品の購入費に当てる予定である。

  • Research Products

    (5 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Hoffman reflex in a rat bipedal walking model2011

    • Author(s)
      Hosoido T. et al.
    • Journal Title

      Neuroscience Letter

      Volume: 505 Pages: 263-267

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2011.10.035

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] サル一次運動野の皮質脊髄路細胞および他の神経細胞におけるトレッドミル歩行中の活動様式2012

    • Author(s)
      中陦克己、他
    • Organizer
      第89回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      松本市総合体育館(松本市)
    • Year and Date
      2012 – 331
  • [Presentation] トレッドミル歩行に関連したサル一次運動野の神経細胞活動2012

    • Author(s)
      中陦克己
    • Organizer
      京都大学霊長類研究所共同利用研究会(招待講演)
    • Place of Presentation
      京都大学霊長類研究所(犬山市)
    • Year and Date
      2012 – 317
  • [Presentation] 霊長類の歩行運動における大脳の役割2012

    • Author(s)
      中陦克己
    • Organizer
      身体性情報学研究会シンポジウム(招待講演)
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪市)
    • Year and Date
      2012 – 310
  • [Presentation] 歩行中のサル一次運動野の神経細胞活動と後肢筋活動の比較2011

    • Author(s)
      中陦克己、他
    • Organizer
      第34回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • Year and Date
      2011 – 916

URL: 

Published: 2013-07-10  

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