運動皮質損傷後の訓連が機能代償に与える影響の研究

训练对运动皮层损伤后功能代偿的影响研究

• 批准号: 17021055
• 负责人: 肥後 範行
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17021055/
• 关键词: 脳損傷; リハビリテーション; 指運動; 精密把握; 病体モデル; 霊長類; 機能回復; 可塑性

脳に損傷をうけた患者は脳機能の障害を受けるが、リハビリテーション訓練を行うことにより、失われた機能が代償されることがある。しかし現在においては、リハビリテーション訓練が脳内の神経回路にどのような効果をもたらし、機能代償を促進するのかは明らかになっていない。脳損傷後の訓練が脳内神経回路に及ぼす効果を明らかにすることは基礎研究として興味深いのみならず、臨床にも有益な情報をもたらすものであると考えられる。本年度はニホンザルをモデル動物として用い、第一次運動野損傷後の運動機能回復を行動学的に解析した。皮質内微小刺激法により第一次運動野の機能地図をマッピングした後、指運動の支配領域にイボテン酸による脳損傷を作成した。イボテン酸の注入直後から指運動の完全麻痺が生じたが、その後運動機能は徐々に回復した。損傷後の機能回復を定量的に評価するために、クリューバーボード課題を用いた。これは五種類の異なった大きさの孔から小球状の物体を把握する課題である。この課題を用いてそれぞれの孔における課題成績の経時的変化を調べたところ、損傷後に積極的な運動訓練を行った個体では、損傷後1-2ヶ月で課題成績の回復が見られた。さらに課題成績は一時的な課題成績の上昇を含む複雑な時間的変化を示すことが明らかになった。指の動画像を解析した結果、一時的な課題成績の上昇時には示指の先端と拇指の間接付近での把握が数多く見られた。これは指の運動が不十分なために手掌全体の動きを用いた代償把握であると考えられる。その後課題成績の低下を経て、示指と拇指の先端を用いた把握(精密把握)への切り替えが見られた。第一次運動野の損傷後に精密把握の回復が見られたことは、損傷された領域の機能が他の領域の神経回路の再編成によって置き換えられたことを示唆する。また一時的な課題成績の低下というデメリットがあるにもかかわらず精密把握への切り替えが起こる現象の背景として、運動前野等に残された運動企画が影響を与えている可能性がある。損傷後に積極的な運動訓練を行わなかった個体でも大きな孔からの把握成績の回復が見られたが、小さな孔からの把握成績は回復しなかった。動画像を解析した結果、手掌全体の動きを用いた代償把握は回復するが、その後の精密把握への切り替えが起こらないことが明らかになった。このことから、指先の動きの回復には訓練を必要とする要素と、訓練を必要としない要素がある可能性が考えられる。

脑损伤患者患有脑功能障碍，但康复训练可以弥补功能损失。但是，目前尚不清楚康复训练对大脑神经回路的影响并促进功能补偿。人们认为，这不仅有趣，因为基础研究阐明了脑损伤后训练对大脑神经回路的影响，而且还为临床目的提供了有用的信息。今年，日本猕猴被用作模型动物，并在原发性运动皮层损伤后进行了行为分析的运动功能恢复。在使用皮质内的微刺激绘制一级运动皮层的功能图后，在手指运动的主要区域中产生了由伊卜培酸引起的脑损伤。手指运动完全瘫痪是在输注伊布替酸后立即发生的，但运动功能随后逐渐恢复。损坏后，使用Cruberboard任务来定量评估功能恢复。这是从五个不同大小的孔中抓住小球的任务。使用此任务，我们调查了每个孔中任务绩效的变化，发现受伤后1-2个月后受伤后接受了运动训练的人恢复了任务绩效。此外，据透露，任务绩效表现出复杂的时间变化，包括任务绩效的暂时增加。分析手指运动图像表明，当临时任务性能提高时，许多人能够掌握食指的尖端和间接的拇指手指。由于手指运动不足，使用整个手掌的运动被认为是一种补偿性理解。之后，任务的性能下降了，玩家使用食指和拇指的尖端切换为抓握（精确抓握）。原发性运动皮层损伤后精确抓握的恢复表明，受损区域的功能被其他地区的神经回路的重组取代。此外，尽管任务绩效暂时下降的不利地位，但切换到精确理解的现象可能会受到前皮层和其他领域的剩余运动计划的影响。受伤后未积极运动训练的个体显示出大毛孔的抓地结果，但他们没有从小毛孔中恢复过抓地力。分析视频表明，使用整个手掌的运动进行补偿性理解，但随后没有转换为精确理解。这表明可能有一些因素需要训练，而那些不需要训练才能恢复指尖运动的因素。

项目成果

Expression of GAP-43 and its mRNA in the monkey motor cortex and spinal cord after dorsolateral lesion of spinal cord at C4/C5 level.

C4/C5水平脊髓背外侧损伤后猴运动皮层和脊髓中GAP-43及其mRNA的表达。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Society for Neuroscience 31
• 作者: 大石高生;肥後範行;他
• 通讯作者: 他

Cerebral c-Fos expression in mice during temporal order judgement.

小鼠在时间顺序判断过程中的大脑 c-Fos 表达。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Neuroscience Research Supplement 51
• 作者: 和田真;肥後範行;他
• 通讯作者: 他

Expression of protein kinase substrate (GAP-43, MARCKS and neurogranin) mRNAs in the monkey basal ganglia.

猴基底神经节中蛋白激酶底物（GAP-43、MARCKS 和神经粒蛋白）mRNA 的表达。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Society for Neuroscience 31
• 作者: 肥後範行;他
• 通讯作者: 他

The recovery of precision grip following the primary cortex damage in monkey.

猴子初级皮质损伤后精确握力的恢复。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Society for Neuroscience 31
• 作者: 村田弓;肥後範行;他
• 通讯作者: 他