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ドーパミン神経回路を利用した運動機能向上技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K19937
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

九里 信夫  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (10761299)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード腹側被蓋野 / ファイバーフォトメトリー / 神経活動 / リーチング / げっ歯類 / イメージング / リハビリテーション / 脳損傷 / ラット / 電気刺激 / ドーパミン神経 / 脳血管障害 / 光学イメージング / モデル動物 / ドーパミン / 脳卒中 / in vivo / 経頭蓋電気刺激 / 脳活動 / 脳卒中モデル / 光イメージング / 中脳ドーパミン神経
研究開始時の研究の概要

脳梗塞を始めとする脳血管障害では、損傷が生じた脳領域に応じて認知・運動機能障害が生じる。本研究では、運動機能向上に不可欠とされる「中脳-運動関連皮質ドーパミン神経回路」に着目し、本神経回路の活性化が脳梗塞後の運動機能回復に与える影響を明らかにすることを目指す。脳梗塞モデル動物の運動機能回復過程における本神経回路の活動様式を明らかにするとともに、その活動様式に基づく神経回路の活性化が運動機能回復の促進に寄与するかどうかを検証する。以上を通じて、ドーパミン神経回路を利用した新たな運動機能回復促進技術の開発に資する基礎的な知見を得ることを目指す。

研究成果の概要

本研究は中脳ドーパミン神経の運動中の活動様式を明らかにし、運動機能を向上させるための技術開発に資する知見を得ることを主目的とする。この目的を達成するため、ドーパミン神経を含む中脳腹側部の運動課題中の活動様式を計測した。また、中脳腹側部に刺激電極を留置し、運動課題中の電気刺激が運動機能に与える効果を検証した。その結果、中脳腹側部の神経細胞が、運動課題中に生じる外部環境の変化により一過性に活動すること、そして、電気刺激による賦活化が、運動課題成績を一時的に向上させることを示す知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

中脳ドーパミン神経は運動学習などとの関係が知られており、運動機能障害を呈する脳卒中患者等の治療標的として着目されている。しかしながら、運動課題中の活動様式は十分には明らかになっておらず、どのようなタイミングで活性化することが有効なのかは不明であった。本研究では、げっ歯類を対象とした実験により、その活動様式を明らかにしたものであり、学術的に有用であるだけでなく、ドーパミン神経を標的とした新たな脳活性化技術の開発につながることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Cortical direct current stimulation improves signal transmission between the motor cortices of rats2021

    • 著者名/発表者名
      Kunori Nobuo、Takashima Ichiro
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 741 ページ: 135492-135492

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2020.135492

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of acute anodal direct current stimulation-induced effects on somatosensory-evoked responses in the rat2019

    • 著者名/発表者名
      Kunori Nobuo、Takashima Ichiro
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1720 ページ: 146318-146318

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2019.146318

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Implantable Cranial Window Using a Collagen Membrane for Chronic Voltage-Sensitive Dye Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Kunori Nobuo、Takashima Ichiro
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 10 号: 11 ページ: 789-789

    • DOI

      10.3390/mi10110789

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Connectome changes relating to motor improvement in cerebral palsy2023

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Yuji Komaki, Tomokazu Tsurugizawa, Sunao Iwaki, Ichiro Takashima, Nobuo Kunori
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳性麻痺モデル動物における運動機能回復と脳内の神経ネットワーク変化2022

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Yuji Komaki, Tomokazu Tsurugizawa, Sunao Iwaki, Ichiro Takashima, Nobuo Kunori
    • 学会等名
      脳機能とリハビリテーション研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 低酸素虚血性脳症モデルラットにおける運動トレーニング効果の検証2022

    • 著者名/発表者名
      後藤太一、高島一郎、九里信夫
    • 学会等名
      第8回日本小児理学療法学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Connectome changes contributing to motor improvements in cerebral palsy2022

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Yuji Komaki, Tomokazu Tsurugizawa, Ichiro Takashima, Nobuo Kunori
    • 学会等名
      JANUBET
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Connectome changes associated with whole-body exercise in cerebral palsy animal model2022

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Yuji Komaki, Tomokazu Tsurugizawa, Ichiro Takashima, Nobuo Kunori
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural network changes associated with training exercise in a hypoxic ischemic rat model2022

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Yuji Komaki, Tomokazu Tsurugizawa, Ichiro Takashima, Nobuo Kunori
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of transcranial direct current stimulation on recovery of forelimb motor function in a rat model of Parkinson's disease2021

    • 著者名/発表者名
      Ryota Tamura, Shinnosuke Dezawa, Jyunpei Kato, Mariko Nakata, Nobuo Kunori, Ichiro Takashima
    • 学会等名
      SICE LE2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of DC stimulation on cortico-cortical transmission2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Kunori
    • 学会等名
      SICE LE2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低酸素虚血性脳症モデルラットにおける運動トレーニング効果の検証2021

    • 著者名/発表者名
      後藤太一、高島一郎、九里信夫
    • 学会等名
      第8回日本小児理学療法学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Neonatal hypoxic-ischemic brain injury causes motor dysfunctions2021

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Ichiro Takashima, Nobuo Kunori
    • 学会等名
      NEURO2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 腹側被蓋野ニューロンによる運動調節機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      九里信夫
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neuronal activity in ventral tegmental area during reaching task in rats2021

    • 著者名/発表者名
      後藤太一、高島一郎、九里信夫
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Neuronal activity of the ventral tegmental area during the sensorimotor tasks2020

    • 著者名/発表者名
      Noguo Kunori, Ryota Tamura, Shinnosuke Dezawa, Ichiro Takashima
    • 学会等名
      FENS2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An imprantable cranial window using a collagen membrane for chronic voltage-sensitive dye imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Kunori, Ichiro Takashima
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of transcranial direct current stimulation to M1 on subcortical neural activity2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Tamura, obuo Kunori, Ichiro Takashima
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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