| 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 | 機能回復 / 可塑性 / 脊髄損傷 / 脱抑制 / 霊長類 / ニューロモジュレーション / 巧緻運動 / 皮質脊髄路 / fMRI / モノアミン / 高齢者 / ｆMRI / 運動野 / 半球間抑制 |
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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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| 研究実績の概要 |
2022年度までの研究において、通常であれば上肢の到達把持運動は回復しない中部頚髄亜半切を受けたマカクザルにおいて、訓練と週一回の両側運動関連領域への広汎かつ多数の電気刺激によって１－２か月で急速に到達運動と粗い把持運動が回復すること、そしてその際に多くの損傷反対側由来の皮質脊髄路線維が錐体交叉で進路を変えて損傷反対側の頚髄を下行し、損傷尾側で脊髄正中を交叉して損傷側の運動ニューロンに再接続することを見出した。2023年度はこれらの皮質由来の下行性線維が損傷同側の被殻に加えて損傷反対側の被殻への投射線維を増加させること。同様に小脳前核である橋核と延髄の外側網様核に対しても、通常の投射でない側への投射を増加させることを見出した。このことは、損傷同側の運動野を含む皮質―基底核ループや皮質―小脳ループを運動の実行に動員することに作用したのではないかと考えられる。このように、皮質脊髄路のように運動の実行に直接に関与する経路に加えて上位脳においても様々な可塑性が起きて機能回復を支えていることが明らかになったのは、機能回復を考える上で新しい視点と言える。
また、より損傷が小さい側索損傷モデルでは、手指の巧緻運動はほぼ完全に回復する。その際に回復初期において損傷同側の運動関連領域の働きが重要であることはこれまでに示してきたが、その損傷同側の運動関連領域を活性化する信号は損傷反対側の運動前野から脳梁を介して投射されることをウイルスベクター２重感染法で解析し、論文を投稿したが、組織学と運動起動の解析が足りないという指摘を受けたので解析の追加を行っている。
他方で当初の論文は投稿したが、対照実験がr足りないとの指摘を受けたので、本年度、中部頚髄亜半切モデルサルで訓練と電気刺激を加えないサル２頭を対照群として追加し、再投稿の準備をしている。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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