| 研究領域 | 身体－脳の機能不全を克服する潜在的適応力のシステム論的理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05723
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
伊佐 正 京都大学, 医学研究科, 教授 (20212805)
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| 研究分担者 |
内藤 栄一 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 室長 (10283293)
浅田 稔 大阪大学, 先導的学際研究機構, 特任教授 (60151031)
中野 英樹 京都橘大学, 健康科学部, 准教授 (60605559)
相澤 秀紀 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (80391837)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
197,990千円 (直接経費: 152,300千円、間接経費: 45,690千円)
2023年度: 37,830千円 (直接経費: 29,100千円、間接経費: 8,730千円)
2022年度: 37,960千円 (直接経費: 29,200千円、間接経費: 8,760千円)
2021年度: 37,960千円 (直接経費: 29,200千円、間接経費: 8,760千円)
2020年度: 37,960千円 (直接経費: 29,200千円、間接経費: 8,760千円)
2019年度: 46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円)
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| キーワード | 可塑性 / 運動野 / 半球間抑制 / 脱抑制 / 霊長類 / 高齢者 / げっ歯類 / 巧緻運動 / 機能回復 / 脊髄損傷 / ニューロモジュレーション / 皮質脊髄路 / fMRI / モノアミン / ｆMRI |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大規模脳領域での脱抑制が生体構造の再構成による超適応機構の基盤であるという仮説を検証する。研究代表者伊佐は、脊髄損傷サルにおける脳活動などの縦断的記録により、大規模脳領域で起こる脱抑制のメカニズムを解明する。分担研究者相澤はその脱抑制の基盤と想定されるモノアミン汎性修飾系の関与を検証する。研究分担者内藤は、高齢者および若年成人の安静時および運動中の脳活動を機能的磁気共鳴画像装置(fMRI)で計測し、機能回復と脱抑制回路の操作に伴う皮質脳波の変化と高齢者における安静時の全脳機能結合の特徴との類似点について、B01班と連携してマルチモーダル解析による解釈性のある統合モデルを構築して明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
①サル脊髄損傷モデル、②ヒト高齢者、③げっ歯類において「超適応の基盤は神経系の脱抑制機構である」という仮説を検証した。具体的には①サルの中部頚髄亜半切後の手の運動の回復過程において、損傷前は抑制的であった両半球間の相互作用が回復過程においては促通性に変化すること、そしてこのような脱抑制は、損傷前は使われなかった部位が回復に動員される基盤となることを示した。②機能的MRIのNegative BOLD信号を指標にし、半球間抑制が発達している小学生ほど手指の器用さが発達し、高齢者は半球間抑制が減弱・消失していることを明らかにした。③マウス大脳皮質の電気生理学を応用し、半球間抑制の修飾機構を解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
未だかつてない速度で超高齢化が進む日本では、脳卒中や脊髄損傷のような中枢神経系の傷害や、加齢に伴う運動機能障害ひいては、極度の脳・身体機能の低下(フレイルティ)などが喫緊の問題となっている。このような課題を克服するには、我々の脳に宿る潜在的な機能を開放して新たな適応状態を構築することが鍵になると考え、本研究で我々は、我々の脳は進化の過程で獲得したが発達過程で抑制するようになった能力を脱抑制し、さらに新たな抑制機構を獲得することで、「超適応」とも呼べる新たな適応状態を獲得することが可能であること、そしてその神経生理学的メカニズムの一端を解明することができた。
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