| 研究課題/領域番号 |
23K24714
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| 補助金の研究課題番号 |
22H03456 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59010:リハビリテーション科学関連
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| 研究機関 | 名古屋市立大学 |
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研究代表者 |
飛田 秀樹 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (00305525)
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| 研究分担者 |
松川 則之 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (20305543)
小林 憲太 生理学研究所, 行動・代謝分子解析センター, 准教授 (70315662)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2024年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 小脳赤核路 / リハビリテーション / 脳内出血 / 上肢巧緻機能 / Deep Lab Cut / ウイルス二重感染法 / 上肢リーチ運動 / ラット / マーカーレス / DeepLabCut / 小脳 / 赤核 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳内出血後のリハビリテーションによる上肢機能改善における運動調節系の関与とそのメカニズムを明らかにするため、赤核-下オリーブ核-小脳の再帰性回路に焦点を絞り、上肢運動の詳細な解析とウイルスベクター二重感染法による神経核間の神経遮断により、上肢巧緻運動の回復に運動調節系がどの程度関係しているのか、さらには小脳核の電気応答性とその関連性から、リハビリテーションによる機能改善と赤核が関与する運動調節系との因果関係を証明し、さらに臨床症例でのfMRIによる検証へと繋げていく。
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| 研究実績の概要 |
脳内出血後の麻痺側上肢集中使用（リハビリテーション）による上肢運動機能の改善における運動調節系の関与とそのメカニズムを明らかにするため、小細胞性赤核-下オリーブ核-小脳（小脳核）-赤核の再帰性回路に焦点を絞り、ウイルスベクター二重感染法による神経核間の神経遮断を用い上肢運動機能の改善における小脳赤核路の役割を明らかにすることを目的とした。具体的には、1)マーカーレスによる上肢巧緻運動の3D解析を可能にすること、２）多点電極法を用いた小脳核および赤核小細胞部における電気応答性変化の解析を行うこと、３）上肢巧緻運動機能と電気応答性変化の関連性等を検討すること、を計画した。
令和４年度は、主に上記１の課題を中心に実施し、以下のような結果を得た。すなわち、スリットの間から餌を取る際の上肢リーチ運動をマーカーレスのまま高速度カメラによってビデオ画像として記録し、その記録画像データを人工知能技術により位置情報へ処理変換したのち、変換された各点の点情報をDitect社製の運動解析ソフトウェアにより３次元解析を可能とした。これにより、これまでには解析できなかった上肢運動の様々なパラメータを定量化することが可能な状況となった。
令和５年以降は、上記２および３の目的を中心に実施していく予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
小細胞性赤核-下オリーブ核-小脳（小脳核）-赤核の再帰性回路に焦点を絞り、ウイルスベクター二重感染法による神経核間の神経遮断を用い上肢運動機能の改善における小脳赤核路の役割を明らかにすることを目的とし、1)マーカーレスによる上肢巧緻運動の3D解析、２）多点電極法を用いた小脳核および赤核小細胞部における電気応答性変化の解析、３）上肢巧緻運動機能と電気応答性変化の関連性等の検討、を実施している。
令和４年度は、上記の目的１では以下のような結果を得ている。スリットの間から餌を取る際の上肢のリーチ運動をマーカーレスのまま高速度カメラ（HAS-U1）５台によるビデオ画像として記録し、その同期された記録画像データをDeepLabCutにより位置情報へ処理変換したのち、変換された上肢および手指の各点の点情報をDitect社製の運動解析ソフトウェアDIPP-Motion V/3Dにより３次元キネマティクス解析を可能とした。これにより、詳細な上肢運動のパラメータ指標を定量化が可能な状態となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
詳細な上肢キネマティクス解析が可能となったので、リハビリテーション後の前肢巧緻運動機能の回復にどの程度関係しているのかを明らかにするため。以下の実験を実施する。１）脳出血後のリハビリテーション（麻痺側集中使用）による機能改善における定量化（リーチ軌道、運動加速度、手指間距離、内転・外転運動、内旋・外旋運動、回内・回外運動）、２）運動調節系の赤核-下オリーブ核-小脳の再帰回路の神経遮断における定量化、などにより上肢巧緻運動を評価していく。
多点電極法を用いた小脳核の電気応答性変化の解析では、空間時間的応答の解析から小脳で統合された神経活動と再帰性回路との関連性を検討する。１）脳出血およびリハビリテーションによる小脳核での電気応答性変化を検出、２）皮質-赤核路の選択遮断による小脳核電気応答性への影響、３）赤核-下オリーブ核-小脳の再帰回路神経遮断時の小脳核電気応答性の変化、などを実施する。
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