抑制性ニューロンの観察・操作による巧緻性再獲得のメカニズム解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Hyper-adaptability for overcoming body-brain dysfunction: Integrated empirical and system theoretical approaches
• Project/Area Number: 20H05480
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 近藤 崇弘 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (70759886)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: マーモセット / 抑制性ニューロン / Caイメージング

Outline of Annual Research Achievements

マーモセット巧緻性リハビリテーションモデルの構築
マーモセットはマカクザルのように親指と示指で小さなものをつまむプレシジョングリップを行うことができないが，小さな隙間に指を入れて採餌するシザーグリップを行うことができる．マーモセットにおける巧緻性リハビリテーションを行うため，同じ新世界ザルのリスザル研究を参考に，マーモセット用のレバーを開発した．このレバー引きタスク中の手指動作を既に確立したハイスピードカメラによりkinematics解析を行ったところ，小さい隙間の場合では狙い方や指の角度変化に違いが生まれることがわかった．

マーモセット皮質脊髄路損傷モデルの構築
マーモセットの第4頸髄レベルで皮質脊髄路を損傷するモデルを確立した．これによりマーモセットは後述するレバー引き課題において非リハビリテーション群(n=3)において28.6%の成功率となることがわかった．一方で，リハビリ群(n=2)では94.2%程度まで成功率が回復することがわかった．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験系に必要とするモデルの構築を完了しており、次年度にモデルを用いて研究を進める。

Strategy for Future Research Activity

本年度はマーモセット脊髄損傷モデルおよびリハビリテーションモデルを確立し，運動野における機能的・構造的再編成を検証した．次年度は本モデルにおいてカルシウムイメージングにより運動野のGABA作動性ニューロンの活動を観察することで，運動機能回復過程においてこれらのニューロンがどのようなspatiotemporal patternの変化を示すか追跡する．