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2023 年度 実績報告書

上肢喪失時における脳の超適応

公募研究

研究領域身体-脳の機能不全を克服する潜在的適応力のシステム論的理解
研究課題/領域番号 22H04790
研究機関生理学研究所

研究代表者

南部 篤  生理学研究所, 研究連携センター, 特任研究員 (80180553)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワード体部位局在 / 幻肢 / サル / 運動皮質 / 感覚皮質 / 可塑性
研究実績の概要

幼少時に事故によって一側の上肢遠位部を失ったサルにおいて、大脳皮質の体部位局在がどのように変化したのかを調べた。
一次運動野(M1)は中心前回の表面と中心溝の前壁を占めている。障害側では、手指、手根を再現していたと思われる領域が喪失しており、その代わりに断端部が再現されていた。この領域のニューロンは、断端の触診によって反応し、随意運動中にも活動を示した。また低強度の皮質内微小刺激(ICMS)で断端の筋肉の収縮を誘発したた(コア領域)。したがってM1の遠位領域は、断端領域に取って代わられたことになる。低強度のICMSで運動を誘発できるコア領域は、障害側では健常側に比べて縮小していた。
一次体性感覚野(S1)は中心溝の後方に存在する。障害側では断端領域は、上肢領域の一部を占めていた。したがって、遠位上肢領域を再現していた領域は、一部、断端領域を再現するようになったと考えられる。上肢遠位部領域と上肢領域全体の面積を、障害側と健常側とで比べると、障害側の上肢遠位部領域は健常側と比べて小さいが、一方、上肢領域全体では差がないことがわかった。
補足運動野(SMA)においては、誘発される運動と体性感覚入力で上肢領域を調べたところ、障害側において上肢領域のほとんどは断端部位ではなく、近位部の上肢領域を再現していた。遠位部断端領域と上肢全体領域を、障害側と健常側とで比べたところ、障害側の断端領域は、健常側の上肢遠位部より小さいこと、一方、上肢全体領域は、障害側と健常側とで差がないことがわかった。
このようにM1、SMAにおいては、上肢遠位部を再現していた領域が縮小しているのに対し、S1では保存される傾向にあった。運動野と感覚野におけるこのような差が、切断された上肢が依然として存在しているという感覚である「幻肢」の基礎となっている可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 13件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Subthalamic Activity for Motor Execution and Cancellation in Monkeys2024

    • 著者名/発表者名
      Polyakova Zlata、Hatanaka Nobuhiko、Chiken Satomi、Nambu Atsushi
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 44 ページ: e1911222024

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.1911-22.2024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] External segment of the globus pallidus in health and disease: Its interactions with the striatum and subthalamic nucleus2024

    • 著者名/発表者名
      Nambu Atsushi、Chiken Satomi
    • 雑誌名

      Neurobiology of Disease

      巻: 190 ページ: 106362~106362

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2023.106362

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Behavioral effects of zonisamide on L-DOPA-induced dyskinesia in Parkinson's disease model mice2023

    • 著者名/発表者名
      Sano Hiromi、Nambu Atsushi
    • 雑誌名

      Frontiers in Aging Neuroscience

      巻: 15 ページ: 1221341~1221341

    • DOI

      10.3389/fnagi.2023.1221341

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shared GABA transmission pathology in dopamine agonist- and antagonist-induced dyskinesia2023

    • 著者名/発表者名
      Abe Yoshifumi、Yagishita Sho、Sano Hiromi、Sugiura Yuki、Dantsuji Masanori、Suzuki Toru、Mochizuki Ayako、Yoshimaru Daisuke、Hata Junichi、Matsumoto Mami、Taira Shu、Takeuchi Hiroyoshi、Okano Hideyuki、Ohno Nobuhiko、Suematsu Makoto、Inoue Tomio、Nambu Atsushi、Watanabe Masahiko、Tanaka Kenji F.
    • 雑誌名

      Cell Reports Medicine

      巻: 4 ページ: 101208~101208

    • DOI

      10.1016/j.xcrm.2023.101208

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic Activity Model of Movement Disorders: The Fundamental Role of the Hyperdirect Pathway2023

    • 著者名/発表者名
      Nambu Atsushi、Chiken Satomi、Sano Hiromi、Hatanaka Nobuhiko、Obeso Jose A.
    • 雑誌名

      Movement Disorders

      巻: 38 ページ: 2145~2150

    • DOI

      10.1002/mds.29646

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reward expectation enhances action-related activity of nigral dopaminergic and two striatal output pathways2023

    • 著者名/発表者名
      Rios Alain、Nonomura Satoshi、Kato Shigeki、Yoshida Junichi、Matsushita Natsuki、Nambu Atsushi、Takada Masahiko、Hira Riichiro、Kobayashi Kazuto、Sakai Yutaka、Kimura Minoru、Isomura Yoshikazu
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 ページ: 914~914

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05288-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Basal Ganglia Odyssey: 42 Years with Dr. Takada2024

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nambu
    • 学会等名
      International Symposium on Brain Science -Messages to the Next Genaration-
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高田先生との42年2024

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      International Symposium on Brain Science -Messages to the Next Genaration-
    • 招待講演
  • [学会発表] 大脳基底  解けなかった問題2024

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      令和5年度大脳基底核機能研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 抗コリン剤がパーキンソン病に効くメカニズム:サルによる検討2024

    • 著者名/発表者名
      林田悠希、知見聡美、畑中伸彦、飛田秀樹、南部 篤
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
  • [学会発表] 基礎医学からみたパーキンソン病2023

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      都医学研都民講座
    • 招待講演
  • [学会発表] In search of a unified view for the pathophysiology of movement disorders2023

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nambu
    • 学会等名
      XIV Meeting of the International Basal Ganglia Society (IBAGS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経生理学からパーキンソン病の病態を考える2023

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      Neurologist Salon in Sakurayama
    • 招待講演
  • [学会発表] エバーツから60年2023

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] パーキンソン病モデルマウスの病態生理学的変化とPKA/Rap1カスケードの活性化によるその改善2023

    • 著者名/発表者名
      佐野裕美、小林憲太、知見聡美、南部 篤、貝淵弘三
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] パーキンソン病治療薬、方法の神経生理学的評価2023

    • 著者名/発表者名
      南部 篤、知見聡美、佐野裕美
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] Spr欠損マウスにおけるパーキンソン病様運動障害の電気生理学的解析2023

    • 著者名/発表者名
      豊田 亮, 久保田光, 知見聡美, 一瀬(鷲見)千穂, 小川涼平, 一瀬 宏, 南部 篤
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] 視床下核による運動制御機構-健常と疾患2023

    • 著者名/発表者名
      知見聡美、長谷川 拓、小林 憲太、南部 篤
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] How to find the hyperdirect pathway2023

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      第37回日本大脳基底核研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 大脳基底核疾患の病態生理を統一的に理解する2023

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      Neurobiology Web Seminar
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経生理学からパーキンソン病を考える2023

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      神戸大学CMX創発医学講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 小脳と大脳基底核が出会う時―生理と病態2023

    • 著者名/発表者名
      南部 篤
    • 学会等名
      第53回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 招待講演
  • [備考] 旧生体システム研究部門web site

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/sysnp/

  • [産業財産権] 脳深部刺激装置2023

    • 発明者名
      南部 篤、畑中伸彦、知見聡美、オリビエ ダービン
    • 権利者名
      大学共同利用機関法人 自然科学研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-056438

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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