脳損傷後の運動機能回復の基盤となる分子・解剖レベル変化

• 研究課題/領域番号: 25351004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 脳計測科学
• 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: 肥後 範行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 人間情報研究部門, 主任研究員 (80357839)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: リハビリテーション / 霊長類 / 神経可塑性 / 霊長類モデル / 巧緻動作 / 脳損傷 / 第一次運動野 / 赤核 / 被殻 / 上肢運動 / 脳卒中 / 可塑性 / 運動機能 / 小脳核

研究成果の概要

マカクサル第一次運動野に局所的な脳損傷を作成し回復の過程で生じる脳活動の変化を調べたところ、損傷後に把握機能が回復した時期には、運動前野腹側部と呼ばれる脳領域に活動の上昇がみられた。さらに脳活動の変化の背景にある脳の構造変化を知るために、神経の可塑的変化に関わる遺伝子の発現に着目した。神経突起の伸長に関わるGAP-43と呼ばれる遺伝子や、その他の神経の構造変化に関わる遺伝子の発現が、回復期の運動前野腹側部で上昇することが明らかになった。これらの遺伝子発現が運動前野腹側部の神経回路の変化を誘導し、機能回復をもたらした可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Temporal plasticity involved in recovery from manual dexterity deficit after motor cortex lesion in macaque monkeys. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murata, Y., Higo, N., Hayashi, T., Nishimura, Y., Sugiyama, Y., Oishi, T., Tsukada, H., Isa, T., Onoe, H
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 35 ページ: 84-95
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of rehabilitative training on recovery of hand motor function: A review of animal studies (2014)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Higo
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 78 ページ: 9-15
  • DOI: 10.1016/j.neures.2013.09.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential Expression of Secreted Phosphoprotein l in the Motor Cortex among Primate Species and during Postnatal Development and Functional Recovery (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, T. Oishi, N. Higo, S. Murayama, A. Sato, I. Takashima, Y. Sugiyama, Y. Nishimura, Y. Murata, K. Yoshino-Saito, T. Isa, T. Kojima
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 8(5) 号: 5 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0065701
  • 査読あり
• [学会発表] 脳損傷後の訓練がもたらす中枢神経の可塑的変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 肥後 範行
  • 学会等名: 新世紀のリハビリテーション脳科学2
  • 発表場所: 富山県富山市
  • 年月日: 2014-10-26
  • 招待講演
• [学会発表] マカクサル第一次運動野損傷後の運動機能回復に伴う神経回路の変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 竜也、村田 弓、林 隆司、肥後範行
  • 学会等名: 第49回日本理学療法学術大会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-05-30
• [学会発表] Training-induced recovery of dexterous movements following a focal motor cortex lesion in macaque monkeys (2014)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Higo
  • 学会等名: Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation (SNR2014)
  • 発表場所: 埼玉県所沢市
  • 招待講演
• [学会発表] Compensatory changes in neuronal firing in the perilesional motor cortex: a single unit recording study in the macaque monkey (2013)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Higo, Nobuo Kunori, Ichiro Takashima
  • 学会等名: Neuroscience Meeting 2013
  • 発表場所: 米国サンディエゴ
• [図書] リハビリテーションのためのニューロサイエンス 第2章リハビリテーションによる脳の変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 肥後範行
  • 出版者: メジカルビュー社
• [図書] 筋機能改善の理学療法とそのメカニズム―理学療法の科学的基礎を求めて (2014)
  • 著者名/発表者名: 肥後範行（第17章 脳の可塑性と運動 執筆）
  • 総ページ数: 376
  • 出版者: ナップ