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高次運動野の領域特異的な歩行制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0414
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
審査区分 小区分46030:神経機能学関連
研究機関富山大学 (2020-2022)
旭川医科大学 (2019)

研究代表者

中島 敏  富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (00455792)

研究期間 (年度) 2020 – 2022
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
キーワードネコ / 歩行 / 高次運動野 / 単一細胞記録 / 不活性化 / 随意運動 / 視覚 / 比較生理学 / 薬剤注入 / 可逆的不活性化 / トレッドミル / ムシモール
研究開始時の研究の概要

高齢化社会の進展に伴い,脳疾患のために歩行が障害され転倒する危険の高い患者さんが増えています.転倒リスクが高い凹凸のある床面を歩く時には,高次運動野(ヒトでは大脳の前頭葉に複数存在します)による視覚に基づいた歩行の制御が重要と考えられています.本研究では高次運動野の各部位の障害が引き起こす歩行障害のパターンを動物実験で特徴づけ,高次運動野に着目した新たな歩行リハビリテーション法を開発するための基礎的な知見を得ることを目指します.

研究成果の概要

転倒リスクの高い凹凸面上を歩く時,大脳に複数存在する高次運動野(PMC)が視覚に基づいた歩行制御のどのような側面を担うのかを明らかにすべく,障害物つきのトレッドミル上を歩行するよう訓練したネコをモデル動物として(1)電気生理学的アプローチ,及び(2)薬物による介入的アプローチでPMCを探索しました.
(1)ではPMCのうち4delta野の機能を「複数の肢の協調運動の制御」であろうと特徴づけ,Cerebral Cortex誌上で発表しました.
(2)の解析は現在進行中ですが,4delta野を薬物で一時的に不活性化した結果,運動失調が複数肢に及ぶ傾向を認め,(1)の見方を裏付けると期待されます.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた知見は脳障害に起因する歩行障害の病態生理学的機序についての理解を深め,高次脳機能に着目した障害部位特異的な歩行リハビリテーション法を開発する礎となりました.更に,物に対して手を伸ばすといった「単発の運動」の制御という枠内で機能を特徴づけられてきた高次運動野(PMC)に,歩行運動の制御という異なった角度からアプローチを行い,PMCによる運動一般の制御機構の包括的な理解を促しました.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Universite de Montreal(カナダ)2021

    • 年月日
      2021-09-30
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] A secondary motor area contributing to interlimb coordination during visually guided locomotion in the cat2022

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Toshi、Fortier-Lebel Nicolas、Drew Trevor
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: in press 号: 2 ページ: 290-315

    • DOI

      10.1093/cercor/bhac068

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Comparisons of single-unit activity in the premotor cortex controlling voluntary motor actions in monkeys and cats.2023

    • 著者名/発表者名
      Toshi Nakajima
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ネコがターゲット位置を予測したか否かが到達運動前の姿勢調節に現れる2020

    • 著者名/発表者名
      中島 敏, 高橋 未来, 福山 秀青, 高草木 薫
    • 学会等名
      第67回中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ネコ前肢リーチング運動に随伴する姿勢制御の時空間的定量化2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 未来, 中島 敏, 宮岸 沙織, 福山 秀青, 野口 智弘, 千葉 龍介, 高草木 薫
    • 学会等名
      第100回 北海道医学大会 生理系分科会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-02-06   更新日: 2025-01-30  

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