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脳出血後のリハビリによる上肢機能の回復過程に関与する神経回路の解析

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 17H05574
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

飛田 秀樹  名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (00305525)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード脳内出血 / リハビリテーション / 皮質赤核路 / 皮質網様体路 / 神経可塑性 / ウイルス二重感染法 / 神経遮断 / 電気的活動 / ウイルス二重感染 / 栄養因子
研究実績の概要

脳血管障害による運動機能障害の軽減には集中的なリハビリテーション(以下リハ)が重要である。集中的なリハは残存した神経回路の再編成を介して運動機能の再獲得を促進すると考えられているが、どの回路が、どのタイミングで関わるのかといった詳細な作用機序については不明な点が多い。
本研究では、内包出血モデルラットに対して麻痺側前肢の集中使用を課し、それによる皮質-脳幹回路の変化および機能回復との因果性を検証した。これまでの検討により、リハによる機能回復には皮質赤核路が重要であること、皮質赤核路を遮断してリハを行うと皮質網様体路において豊富な軸索分枝を生じること等が示されている。本年度は、皮質赤核路および皮質網様体路に対しウイルスベクターを予め感染させ両経路を選択的に機能遮断できる系を用い、運動機能との関連性を検証した。
結果として、皮質赤核路を遮断しリハを行い、その後皮質網様体路の選択的な抑制を行うと、改善した運動機能が低下することが示された。これは皮質赤核路遮断により生じた皮質網様体路の賦活化が運動機能回復と関連を有することを証明するものである。更に、リハ終了後に皮質赤核路を遮断すると改善した運動機能が低下するものの遮断を維持すると運動機能が徐々に改善してくる。この時点で皮質網様体路を遮断すると、運動機能が再度低下することが示された。
これらの結果は、皮質赤核路が遮断されると皮質網様体路へのダイナミックなスイッチングが生じ、この現象がリハによる運動機能の回復と密に関わることを示唆するものであり、脳血管障害後のリハにおける神経回路レベルでの作用機序の一端を詳らかにするものであると考える。本年度においては更にウイルスベクター感染に関する電気生理学的および組織学的証明を加え、海外誌(J. Neuroscience)に投稿を行い、現在revise中で近く受理される見込みである。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Alterations of both dendrite morphology and weaker electrical responsiveness in the cortex of hip area occur before rearrangement of the motor map in neonatal white matter injury model rats2018

    • 著者名/発表者名
      Ueda Y, Bando Y, Misumi S, Ogawa S, Ishida A, Jung CG, Shimizu T, Hida H
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 9 ページ: 443-443

    • DOI

      10.3389/fneur.2018.00443

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Disorganization of oligodendrocyte development in the layer II/III of the sensorimotor cortex causes motor coordination dysfunction in a model of white matter injury in neonatal rats2018

    • 著者名/発表者名
      Ueda Y, Misumi S, Suzuki M, Ogawa S, Nishigaki R, Ishida A, Cha-Gyun Jung, Hida H.
    • 雑誌名

      Neurochemical Research

      巻: 43(1) 号: 1 ページ: 127-37

    • DOI

      10.1007/s11064-017-2352-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel biosensor with high signal-to-noise ratio for real-time measurement of dopamine levels in vivo.2018

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Imamura A, Ueda Y, Shimizu T, Marumoto R, Jung CG, Hida H
    • 雑誌名

      J Neurosci Res

      巻: 96 号: 5 ページ: 817-827

    • DOI

      10.1002/jnr.24193

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monosodium glutamate ingestion during the development period reduces aggression mediated by the vagus nerve in a rat model of attention deficit hyperactivity disorder2018

    • 著者名/発表者名
      Nishigaki R, Yokoyama Y, Shimizu Y, Marumoto R, Misumi S, Ueda Y, Ishida A, Shibuya Y, Hida H
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1690 ページ: 40-50

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2018.04.006

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Dynamic interaction between the cortico-rubral and the cortico-reticular tract in rehabilitation-induced functional recovery in internal capsule hemorrhage rats2019

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Kobayashi K, Ueda Y, Shimizu T, Tajiri N, Isa T, Hida H
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Role of cortico-brainstem circuits in poststroke rehabilitation-induced functional recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Shimizu T, Tajiri N, Kobayashi K, Isa T, Hida H
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳出血後のリハビリテーション治療による機能回復メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      飛田秀樹
    • 学会等名
      第56回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interaction between cortico-rubral tract and cortico-reticular tract in rehabilitation-induced functional recovery after capsular hemorrhage2018

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Kobayashi K, Isa T, Hida H
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 集中リハビリテーションによる機能代償における皮質赤核路と皮質網様体路の相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      石田章真、小林憲太、伊佐正、飛田秀樹
    • 学会等名
      第23回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of the cortico-rubral and cortico-reticular tracts on functional recovery induced by poststroke rehabilitation2018

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Kobayashi K, Isa T, Hida H
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Sprouting of the cortico-rubral tract induced by an intensive rehabilitation contributed to functional recovery in internal capsule hemorrhage rats2018

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Kobayashi K, Isa T, Hida H
    • 学会等名
      25th the American Society for Neural Therapy and Repair
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compensative sprouting of the cortico-brainstem projections induced by an intensive rehabilitation in internal capsule hemorrhage rats2018

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Kobayashi K, Ueda Y, Isa T, Hida H.
    • 学会等名
      第95回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Sprouting of the cortico-rubral tract induced by an intensive rehabilitation contributed to functional recovery in internal capsule hemorrhage rats2018

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Kobayashi K, Isa T, Hida H.
    • 学会等名
      ASNTR-25/INTR-15
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Early involvement of cortico-rubral tract in intensive rehabilitation-induced recovery after capsular hemorrhage2017

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Ueda Y, Kobayashi K, Hida H.
    • 学会等名
      第40回日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compensation of the cortico-reticular tract against cortico-rubral tract block after capsular hemorrhage is observed in intensive rehabilitation-induced recovery2017

    • 著者名/発表者名
      Ishida A, Ueda Y, Kobayashi K, Isa T, Hida H
    • 学会等名
      Neuroscience 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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