2023 Fiscal Year Annual Research Report

脳機能再編で生じる特異的脳血流動態の解明～脳機能回復バイオマーカーの確立に向けて

Research Project

Project/Area Number	22H03448
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	村田弓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, 主任研究員 (80512178)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山田亨国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10344144) [Withdrawn] 川口拓之国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60510394) 肥後範行国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 室付 (80357839) 竹村文国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90357418)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	神経可塑性 / リハビリテーション / fNIRS / 動物モデル
Outline of Annual Research Achievements	脳卒中などの脳損傷が起きた後に脳内において機能代償が起こり、障害を受けた運動機能などが回復することがある。本研究では、脳損傷後の回復にかかわる機能代償領野で生じる機能的再編のバイオマーカーを評価する方法を明らかにすることを目標に研究を行った。脳構造や手の動きがヒトと近いサルを対象に、指先で小さな物体をつまみ取る課題を行っているときの脳活動を計測し、損傷作成の前と後で脳活動の変化を比較する。損傷は第一次運動野からの下降路が通る内包に薬物を使用して作成する。脳活動の計測には、機能的近赤外分光計測(fNIRS)を使用し、特に左右半球の運動関連領域の脳血流の変化を計測する。また、脳活動の変化を調べる時期は、脳損傷後の回復後の時期だけでなく、回復途中の脳活動の変化も合わせて明らかにする。今年度は、動物の課題への汎化トレーニングを実施した。また、小さな物体のつまみ動作の計測方法について、課題装置および行動の計測方法について検討や装置の改修や作成を行った。さらにfNIRS計測のためのインプラントの設置およびMRIやCTを使用してインプラント設置位置の確認を実施することができた。インプラントの設置位置やMRIによる解剖画像の情報はfNIRS計測による脳活動計測時の解析にも使用する予定である。さらに損傷前のつまみ動作中の脳活動を計測するためのfNIRS計測を行うことができた。今後、損傷前および損傷後のfNIRS計測を行っていく。本研究結果は学会及び論文等で発表する予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 動物の汎化トレーニングおよび課題装置の作成など予定通りに進めることができ、fNIRS計測を行うことができたため。
Strategy for Future Research Activity	今後は損傷前のつまみ動作中の脳活動のfNIRS計測を行う。さらに内包に損傷を作成した後、運動麻痺が生じた後のつまみ動作中の脳活動の計測をfNIRSを用いて行う。また、つまみ動作中の手の動きの画像解析を行い、回復途中の手の動きと脳活動との関連性についても調べる。並行して組織学的な手法を用いて機能代償領野の神経細胞に生じる可塑的な変化についても調べる。