2013 Fiscal Year Annual Research Report

運動機能可塑性における赤核機能・構造連関の解明

Research Project

Project/Area Number	24300147
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	林拓也独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, ユニットリーダー (50372115)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	尾上浩隆独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, グループディレクター (80214196) 肥後範行独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (80357839)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords	脳卒中 / 脳損傷 / 拡散強調 / MRI
Research Abstract	運動機能回復に関わる脳内機構を調査することで脳卒中や脳損傷など脳障害後の機能回復促進や治療法開発が期待される。本研究は拡散強調MRI画像法を用いた撮像法の技術開発を行うことで脳内神経突起の時間変化を経時的に観察し、機能回復に因果的に関わる神経突起や脳内連絡性の動的変化を同定することを主眼として研究を進めた。脳卒中患者が発症後3カ月間のリハビリテーションを行う過程で、麻痺側の運動機能と脳内の拡散テンソル画像を時間を追って撮像した結果、障害側の大脳皮質から脊髄へとつながる神経線維連絡路（錐体路）で神経線維の変性が徐々に進む一方、脳の中心付近深部にある赤核で神経突起の再構築が進み運動機能は3カ月間かけて徐々に回復した。赤核における神経突起再構築は麻痺回復度とも相関した。赤核は進化的に古い構造物で、ヒトでの機能は十分理解されていなかったが脳障害後の運動機能改善・可塑性に関与することが示された。今後拡散テンソル画像法を用いることで脳卒中後の麻痺回復に対する新しい治療法の評価・開発や、リハビリテーション法の最適化につながることが期待される。本研究成果はNeuroimage: Clinicalに発表された。脳損傷モデル動物を用いた研究では、観察手法の精度・再現性向上をはかった結果、解析結果の感度を上昇させることができた。それによって生じた陽性所見を確認するため、神経トレーサー実験などの他モダリティーの評価系の組み合わせの必要性が生じ、現在も進行中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 脳卒中の患者研究の成果が本年出版され当初の目的を達成した。動物実験については、研究手法の精度向上と安定化に時間を要したこと、多くの陽性結果から他モダリティーの評価系の必要性が生じそれら評価を進めることに時間を要した。結果としてはおおむね想定した通りの結果が得られており、今後の多モダリティーの結果と併せて評価することで目的を達成しえると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	本研究の成果から、ヒト、サルを含む脳損傷後の運動機能回復に赤核をはじめとする運動回路に変化が生じえることが示唆される。今後リハビリテーションや経頭蓋刺激療法など脳機能修飾法の治療的作用を最適化する上でも重要な知見が得られた。また非侵襲的画像法の技術開発を進めたことで今後の臨床応用が期待される。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	動物実験における実験進行状況がやや遅れていることから研究費使用が次年度に生じた。動物購入費用および薬剤（麻酔薬、鎮痛薬、神経作動薬など）の購入費用に充てる