脊髄損傷後の運動機能回復に関わる外部刺激効果特性の解明

阐明脊髓损伤后运动功能恢复相关的外部刺激效应特征

• 批准号: 22K21240
• 负责人: 上野 里子
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21240/
• 关键词: 脊髄損傷; 運動機能回復; リハビリテーション; 把持運動; 電気刺激; ウイルストレーサー; 皮質電気刺激

脊髄損傷により損なわれた運動機能に対して、リハビリテーションや大脳皮質への電気刺激など外部から刺激を与えることで、運動機能が回復しうることが知られている。これらの運動機能回復の基盤として、回復過程における神経回路の可塑的な変化が生じることが示唆されている。しかし、外部刺激のどのような特性が運動機能回復をもたらす神経経路の可塑性を誘導しているのかは明らかになっていない。そこで本研究では、脊髄損傷後の神経経路の再編成を誘導するためのトリガーとなる外部刺激を明らかにすることを目的とし、ラットを用いて（１）脊髄損傷モデルの作成、（２）運動機能の評価およびリハビリテーションとしての行動実験、（３）大脳皮質運動野の電気刺激実験、さらには（４）ウイルストレーサーの注入による神経経路の標識という複数の実験を組み合わせることを計画している。これまでに、（１）脊髄への損傷作成において、外科的手術によるラットへの負担を最小限にとどめるために麻酔方法や損傷作成方法を検討し、頚髄C5/6レベルにおける脊髄半切により、想定通り損傷側前肢に麻痺が生じることを確認した。また、（２）ラットに把持運動をトレーニングし、損傷前後の運動機能を評価する準備を整えた。さらに（３）大脳皮質運動野の電気刺激を行うためにラットのサイズに合わせたマイクロECoG電極を入手し、麻酔下でテスト実験を行った。（４）神経経路の標識については、脊髄への逆行性ウイルストレーサーの予備実験を行い、注入領域に投射する神経経路を標識することに成功した。現在、これらの実験を組み合わせるべく準備を進めている。

众所周知，脊髓损伤受损的运动功能可以通过康复或对大脑皮层施加外部刺激（例如电刺激）来恢复。有人提出，在恢复过程中神经回路发生塑性变化，作为这些运动功能恢复的基础。然而，目前尚不清楚外部刺激的哪些特征会诱导神经通路的可塑性，从而导致运动功能恢复。因此，在本研究中，我们的目的是阐明外部刺激作为诱发脊髓损伤后神经通路重组的触发因素。我们使用大鼠（1）创建脊髓损伤模型，（2）运动我们计划将多种方法结合起来实验：功能评估和康复的行为实验，（3）大脑皮层运动皮层的电刺激实验，（4）通过注射病毒示踪剂来标记神经通路。迄今为止，我们已经研究了（1）麻醉和损伤产生的方法，以尽量减少由于外科手术造成脊髓损伤和 C5/6 水平脊髓半切对大鼠的负担。不出所料，证实受伤的前肢出现了瘫痪。此外，（2）对大鼠进行抓握运动训练，并准备评估损伤前后的运动功能。此外，（3）我们获得了与大鼠大小相匹配的微型ECoG电极，以电刺激大脑皮层的运动皮层，并在麻​​醉下进行了测试实验。 (4)关于神经通路的标记，我们使用脊髓逆行病毒示踪剂进行了初步实验，并成功标记了投射到注射区域的神经通路。我们目前正在准备将这些实验结合起来。

项目成果

The corticospinal projections after the motor recovery from spinal cord injury in macaque monkeys

猕猴脊髓损伤运动恢复后的皮质脊髓投射

• 发表时间: 2023
• 作者: 田村真悠;田中浩基;北村岳斗;南角学;谷口匡史;菊池隆幸;眞木崇州;宮本享;高橋良輔;市橋則明;上野里子
• 通讯作者: 上野里子