| Project Area | Understanding brain plasticity on body representations to promote their adaptive functions |
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| Project/Area Number | 26120004 |
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
高草木 薫 旭川医科大学, 医学部, 教授 (10206732)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中陦 克己 近畿大学, 医学部, 講師 (60270485)
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| Project Fiscal Year |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Project Status |
Granted(Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥81,120,000 (Direct Cost : ¥62,400,000、Indirect Cost : ¥18,720,000)
Fiscal Year 2016 : ¥24,570,000 (Direct Cost : ¥18,900,000、Indirect Cost : ¥5,670,000)
Fiscal Year 2015 : ¥17,940,000 (Direct Cost : ¥13,800,000、Indirect Cost : ¥4,140,000)
Fiscal Year 2014 : ¥38,610,000 (Direct Cost : ¥29,700,000、Indirect Cost : ¥8,910,000)
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| Keywords | 姿勢筋シナジー / 先行性姿勢制御 / 皮質網様体投射 / 身体図式 / 前頭―頭頂ネットワーク / 網様体脊髄路 / 前頭-頭頂ネットワーク / 運動プログラム / 歩行運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は姿勢-歩行戦略とその変更に関与する脳内身体表現の変容機構を解明することである．平成26年度は次の２項目の研究を実施した．
1) 先行性姿勢制御を実現する運動性下行路と姿勢筋シナジー機構の同定：先行性姿勢制御は，皮質運動関連領野で生成される運動プログラムが皮質網様体投射と網様体脊髄路を介して誘発されるとの作業仮説のもと，以下の２項目について検討した．
①ヒトの先行性姿勢制御の解析；歩行の開始に先行する姿勢制御を解析した．その結果，先行性姿勢制御は歩幅の増減を反映することが明らかとなった．従って，先行性姿勢制御は予め構成される歩行動作の運動プログラムによって生成されると考えられる．
②網様体脊髄路による姿勢筋シナジーの生成：網様体脊髄路が定型的筋シナジーを生成するか否かを除脳ネコを用いて解析した．その結果，橋～延髄網様体の背腹側軸は下肢抗重力筋の筋緊張レベルの調節に，そして，内～外側軸は左右肢伸・屈筋活動の相反性調節に関与することが明らかとなった．従って，網様体脊髄路の出力は任意の筋緊張レベルで左右肢動作を誘発するという姿勢筋シナジーの生成に関与すること考えられる．
2) サルの姿勢-歩行戦略の変更を可能にるす脳内身体表現の変容機構の同定：皮質運動関連領野では随意的な局所動作とこれを支える姿勢制御という異なる身体表現を持つ運動プログラムが生成されるという作業仮説のもと，以下の研究を実施した．トレッドミル上で４足歩行や２足歩行を任意に変更できるニホンザルにおいて，皮質運動関連領野の単一神経細胞活動を解析した．その結果，一次運動野の下肢領域からは反対側の下肢動作に対応する発射活動が，そして，補足運動野からは姿勢の維持に対応する持続的発射活動が記録できた．また，これらの発射活動は４足歩行よりも２足歩行におい顕著であった．これらの成績は上記作業仮説を裏付ける画期的な業績である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新学術研究の初年度ということもあり，動物実験のトレーニングに非常に多くの時間を費やすこととなっている．
１）ネコの慢性実験では，必ずしもトレーニングが旨く進行していない一面もある．その一方，ヒトにおける臨床研究やネコにおける急性実験を試行し，本研究の作業仮説を裏付ける基礎データを着実に得ることができた点については予想以上の成果が得られたと考えている．また，ネコの入手が困難であることも考慮し，ラットによる研究も並行して実施しており，先行性姿勢制御が動物種に依存しない運動プロセスであることを証明できれば，本研究の進捗に多大な貢献を齎すと考えられる．
２）サルを用いた研究では，２足歩行と４足歩行という歩容と姿勢制御を任意に変更できるトレーニングに加えて，環境が変化する際（障害物回避や傾斜面歩行など）の歩行トレーニングも実施している．２足歩行と４足歩行のトレーニングは非常に旨く進行しており，その結果，上に示したような画期的な研究成果を得ることができた．
これらの研究進捗状況を踏まえて，研究は概ね順調に進展していると判断する．
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Report
(1results)
Research Output
(36results)
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[Journal Article] 姿勢・歩行の制御2015
Author(s)
高草木 薫，中陦 克己，千葉 龍介，村田 哲
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Journal Title
Clinical Neuroscience
Volume : 印刷中
Pages : 印刷中
Peer Reviewed
NoAcknowledgement
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[Presentation] 姿勢-運動と身体の認知2015
Author(s)
高草木 薫
Organizer
2015日本生理学学会
Place of Presentation
神戸
Year and Date
2015-03-21 – 2015-03-23
Invited
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[Presentation] 大脳基底核による運動の制御2014
Author(s)
高草木 薫
Organizer
第6回相模原・北里神経科学フォーラム
Place of Presentation
相模原
Year and Date
2014-12-15 – 2014-12-15
Invited
YesRelated Report
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[Presentation] 歩行の神経機構2014
Author(s)
高草木 薫
Organizer
平成26年度 沖縄県理学療法士会講習会
Place of Presentation
那覇
Year and Date
2014-12-07 – 2014-12-07
Invited
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[Presentation] 運動麻痺と歩行障害2014
Author(s)
高草木 薫
Organizer
平成26年度 北海道文教大学学術研修会
Place of Presentation
札幌
Year and Date
2014-11-01 – 2014-11-01
Invited
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[Presentation] 脳機能と運動機能の再建2014
Author(s)
高草木 薫
Organizer
旭川医科大学・市民公開講座
Place of Presentation
旭川
Year and Date
2014-09-19 – 2014-09-19
Invited
YesRelated Report
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[Presentation] 大脳基底核と運動の制御2014
Author(s)
高草木 薫
Organizer
第37回 日本神経科学学会
Place of Presentation
横濱
Year and Date
2014-09-11 – 2014-09-14
Invited
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[Presentation] 脚橋被蓋核領域と運動の制御2014
Author(s)
高草木 薫
Organizer
関東機能的脳神経外科カンファレンス
Place of Presentation
東京
Year and Date
2014-09-06 – 2014-09-06
Invited
YesRelated Report
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[Presentation] 睡眠と姿勢筋緊張2014
Author(s)
高草木 薫
Organizer
日本睡眠学会第39回定期学術集会
Place of Presentation
徳島
Year and Date
2014-07-04 – 2014-07-06
Invited
YesRelated Report
