Posture control with Pedunculopontine nucleus via Reticulospinal and Vestibulospinal Tract
| Project/Area Number |
22K09201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
福山 秀青 旭川医科大学, 大学病院, 助教 (70813939)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 中脳脚橋被蓋核 / 脳幹網様体脊髄路 / 前庭神経脊髄路 / Deep Brain Stimulation / 姿勢制御 / 筋緊張 / 脚橋被蓋核 / 網様体脊髄路 / 前庭脊髄路 / 姿勢と歩行 / 神経電気生理学 |
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| Outline of Research at the Start |
この研究は人間が二足での立位と歩行というアンバランスな状態をどのように保っているのかを解き明かすための研究です。特にパーキンソン病（PD）などでは立位姿勢を保てず、歩行時の転倒が多いため日常生活中で転倒の恐怖を感じてしまいます。PDでは脳の特定の領域が変性していることが知られていますが、その特定領域が立位維持に対してどのような機能を持っているのかは明らかになっていません。この研究では四足動物を使って、PDで変性する脳幹の細胞群と、姿勢制御に重要な脳幹から脊髄に伸びる代表的な神経回路（網様体脊髄路と前庭脊髄路）について、その機能を明らかにすることを目指します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
パーキンソン病の歩行障害に対して中脳脚橋被蓋核Pedunculopontine Nucleus (PPN）へのDBSが適応とされてきた。本研究はその微小電気刺激がどのように橋延髄を介して脊髄レベルでの姿勢制御に関与するかを明らかにすべく、動物モデルを用いて脳幹脊髄下行路のニューロン(網様体脊髄路Reticulospinal tract(RST)及び前提脊髄路Vestibulospinal tract(VST)の活動を電気生理学に調べた。
除脳ネコのPPNを微小電極で刺激し、脳幹網様体核（Gigantocellular nucleus）および外側前庭神経核（Lateral Vestibular Nucleus）におけるニューロンの活動様式と、刺激に対する反応性、そして腰髄前根および後根電位の変化を記録してきた。RSTとVSTニューロンについては細胞外電位を計測し, PPN微小電気刺激時の応答潜時と自発発射頻度の変化を調べた. その結果、PPN微小電気刺激は前根および後根に特徴的な電位をしめし, 脳幹網様体を介した刺激を含んでいた事がわかった。根電位については引き続き解析中である。細胞外電位について、RSTおよびVSTニューロンは全体の49％と27％にシナプス応答を起こし, 興奮性に自発発射頻度を増加させた。これらの知見からPPNはRST, VST両方を介して脊髄レベルでの運動ニューロンおよび介在ニューロンの活動を修飾し, 筋緊張の制御により姿勢を制御していると考えられる。
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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
研究目的である脚橋被蓋核を刺激した際の、網様体脊髄路および前庭脊髄路ニューロンの活動様式と、姿勢制御に重要な腰髄前根における電位変化のデータは得られており、解析中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られているデータを解析し、姿勢制御の機構を明らかにする。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
