脳損傷後に生じる感覚入力経路の再編成と新規介入方法の開発

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H03305
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Ibaraki Prefectural University of Health Science
• Principal Investigator: 石井 大典 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 准教授 (30803291)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河野 豊 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (10392200) ; 尾崎 弘展 同志社大学, 脳科学研究科, 准教授 (30747697) ; 武田 湖太郎 藤田医科大学, 保健学研究科, 准教授 (50618733) ; 肥後 範行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (80357839)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 脳卒中 / 感覚障害 / リハビリテーション / 視床出血

Outline of Annual Research Achievements

脳卒中リハビリテーションにおいて運動機能の回復は主目的であるが，運動にとって感覚機能が重要な要素であるにもかかわらず，感覚障害やその回復機序に関する報告は非常に少ない．そのため感覚障害への効果的な介入法はほとんど無い．この要因としては，大脳皮質より下部で体性感覚伝導路の左右連絡がないとされ，代償機能が生じ難いことが挙げられる．一方，脳卒中など非常時における情報伝達の変化はほとんど調査されていない．そこで本研究は，齧歯類・ヒト患者を対象とした体性感覚誘発電位と解剖学的検討から，非常時における感覚情報の伝達機構を明らかにすることを目的とする．さらに，末梢・脳への連合性対刺激を用いて，感覚機能に対する新たな非侵襲的臨床介入法の考案および提案を行う．
今年度は，感覚障害を呈する視床出血モデルラットの作製および感覚障害の評価法を確立した．具体的には成獣ラットの片側視床へエンドペプチダーゼであるコラゲナーゼを注入し視床出血を誘発した．感覚障害の評価はVon Frey式感覚測定装置を導入し実施した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験に用いる物品の納品に数ヶ月かかり，感覚障害を評価するためのシステム構築に時間を要した．さらに新型コロナウイルス感染症の増加により視床出血患者での脳波計測が中止となりデータの取得に時間を要している．
視床出血モデルラットの作製法確立は，順調に進めている．

Strategy for Future Research Activity

視床出血モデルラットおよび脳卒中患者を対象として，末梢の体性感覚電気刺激で誘発され頭皮上で導出される体性感覚誘発電位（somatosensory evoked potentials, SEP）の刺激法を工夫し，左右間の情報連絡を評価する．今年度は，昨年度確立した視床出血モデルラットおよび視床出血患者において，脳出血患者特異的な左右間相互作用の存在を評価・同定する．さらに，動物モデルでは形成された新規ルートおよび機能の詳細を明らかにする．
動物モデルでの解剖学的検討では，神経トレーサーによる神経ネットワークの解析を行う．そこで，体性感覚情報を中枢へ伝える末梢神経に順行性トレーサー（BDA, biotinylated dextran amine）を注入し，脊髄，脳幹の連続切片を作成することで感覚神経の走行と分布を明らかにする．