2014 Fiscal Year Research-status Report
脳損傷後の運動機能回復の基盤となる分子・解剖レベル変化
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25351004
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
肥後 範行 独立行政法人産業技術総合研究所, 人間情報研究部門, 主任研究員 (80357839)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 巧緻動作 / 脳損傷 / 神経可塑性 / 第一次運動野 / 赤核 / 被殻 / 霊長類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトに近い脳構造と手の巧緻性を持つマカクサルを用いて、運動出力を担う大脳皮質領域である第一次運動野の手の運動機能を担う領域に局所的な損傷を作成した。損傷直後は重篤な運動麻痺が生じたものの、把握動作を用いた運動訓練を日々行わせると、1カ月ほどで手をもちいた巧緻動作の回復が見られた。
これまでの研究で、回復過程では運動前野腹側部と呼ばれる領域が損傷した第一次運動野の機能を代償することによって機能回復が生じることが明らかになっていた。機能代償領域である、損傷した第一次運動野と同側の大脳皮質半球の運動前野腹側部からの出力線維の変化を検証するため、解剖学的トレーサーであるビオチンデキストランアミン（BDA）を運動前野腹側部に注入し、1か月後に解剖して染色した。その結果、運動前野腹側部から発し、皮質下、あるいは反対半球に向かっている線維が同定された。皮質下に存在する運動出力核である赤核や、運動情報処理に関わる被殻では、健常個体と比べて第一次運動野損傷個体において出力終末が多く見られた。このような変化は損傷と同側半球の赤核や被殻のみならず、対側半球の赤核や被殻においても見られた。すなわち第一次運動野損傷後に巧緻動作の機能回復を果たした個体では、損傷した第一次運動野と同側の大脳皮質半球の運動前野腹側部から対側半球の赤核や被殻への投射が見られることが明らかになった。このような投射は健常個体ではほとんど存在しないことから、運動前野腹側部からこれらの皮質下構造への投射が変化することが機能回復に必須の役割を果たしている可能性が考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
第一次運動野の手の運動機能を担う領域に局所的な損傷を作成した後の機能回復過程における解剖レベルの変化を同定した。健常個体には存在しない対側半球への投射が確立されるという結果は斬新であり、今後の発展が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は解剖レベルの変化を生み出す分子レベルの変化を明らかにしていく。またこれまでに同定した解剖レベルの変化と手の巧緻動作の機能回復との間の因果関係を証明することが出来れば、脳損傷後の機能回復メカニズムを明らかにするうえで、大きな貢献が出来る。
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| Causes of Carryover |
第一次運動野損傷後の運動機能回復の背景にある分子発現の変化の解析に後れを生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
分子発現を解析するための抗体や、分子発現解析を加速するための契約職員の人件費などに使用予定。
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[Journal Article] Temporal plasticity involved in recovery from manual dexterity deficit after motor cortex lesion in macaque monkeys.2015
Author(s)
Murata, Y., Higo, N., Hayashi, T., Nishimura, Y., Sugiyama, Y., Oishi, T., Tsukada, H., Isa, T., Onoe, H
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Journal Title
Journal of Neuroscience
Volume: 35
Pages: 84-95
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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