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2014 Fiscal Year Annual Research Report

運動機能可塑性における赤核機能・構造連関の解明

Research Project

Project/Area Number 24300147
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

林 拓也  独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, ユニットリーダー (50372115)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾上 浩隆  独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, グループディレクター (80214196)
肥後 範行  独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (80357839)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords拡散強調MRI / 神経突起方向分散 / NODDI / 赤核 / 脳卒中 / 脳損傷
Outline of Annual Research Achievements

脊髄損傷や運動野限局病変の症例や脳・脊髄損傷動物モデルにおいて損傷直後の高度な運動機能障害の後に、一定の機能回復が起きることが知られている。その運動機能回復を担う内的機構は十分解明されておらず回復を促進・補助する治療法の開発も遅れている。本研究では、MRI画像法を用いて機能的・解剖学的連絡性の変化を観察することで運動機能回復のメカニズムを探ることを目的とする。運動野損傷の動物モデル(Murataら 2015)を作製し、運動課題遂行(指精緻運動)の機能的障害度およびその後の日々の訓練を続けた際の機能回復を観察した。これまでの報告と同様に2.3か月かけて運動機能障害が回復したが。その経過中、拡散強調画像を繰り返し撮像し、微細構造の変化の同定を試みた。拡散強調画像から神経突起方向分散を計算し麻痺の回復との関係性を調べたところ、神経突起の損傷に関わる部位、損傷後の麻痺回復に関わる部位として赤核をはじめとした多数の皮質・皮質下構造物で見出し、大局的な脳内ネットワークの動態変化が生じることを確認した。薬理学的実験も行うことで回復に関わった部位が実際に運動機能回復に必要であったことを示唆する結果も得られた。機能脱落後の可塑性に重要な観察が得られた。これまで申請者らは片麻痺を呈する脳卒中患者の機能回復過程においても同様の赤核の変化を観察しており(Takenobuら2014)、今回の知見は、機構の因果性を明らかにするもので効率的なリハビリテーション治療戦略を構築するうえで重要である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

期間中、施設のMRI装置の新型装置への入れ替え・工事があったため実験を停止せざるをえなかった。

Strategy for Future Research Activity

継続して本研究を進め、可塑性に伴う神経線維の変化の同定と回復機構の解明を目指す。

Causes of Carryover

施設の都合によりMRI装置に入れ替え工事が決定し、半年以上MRI使用ができない状態が続いたため実験が停止した。そのため実験の継続のため次年度への期間延長を必要とした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

動物実験に必要な消耗品など

  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Murata Y, Higo N, Hayashi T, Nishimura Y, Sugiyama Y, Oishi T, Tsukada H, Isa T, Onoe H2015

    • Author(s)
      Temporal Plasticity Involved in Recovery from Manual Dexterity Deficit after Motor Cortex Lesion in Macaque Monkeys
    • Journal Title

      J Neuroscience

      Volume: 35 Pages: 84-95

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.1737-14.2015

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Motor recovery and microstructural change in rubro-spinal tract in subcortical stroke2014

    • Author(s)
      Takenobu Y, Hayashi T, Moriwaki H, Nagatsuka, K, Naritomi H, Fukuyama H
    • Journal Title

      Neuroimage: Clinical

      Volume: 4 Pages: 201-208

    • DOI

      10.1016/j.nicl.2013.12.003

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Imaging Network of Degeneracy and Plasticity2014

    • Author(s)
      Hayashi T
    • Organizer
      第37回日本神経科学大会―RIKEN Symposium - Challenges of imaging functional architecture of large-scale network
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-11
    • Invited
  • [Presentation] Dynamic microstructural changes responsible for motor recovery.2014

    • Author(s)
      Hayashi T, Hayashi, Takuya, Higo N, Zhang H, Ose T, Yamamoto T, Murata Y, and Onoe H
    • Organizer
      Annual Meeting of Organization of Human Brain Mapping 2014
    • Place of Presentation
      CCH-Congress Center, Hamburg
    • Year and Date
      2014-06-10 – 2014-06-10
  • [Remarks] 脳損傷によって失われた運動機能を肩代わりする脳の変化を解明

    • URL

      http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20150107/pr20150107.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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