脊髄損傷後の歩行機能再建に向けた神経リハビリテーション法の開発

脊髓损伤后重建步行功能的神经康复方法的发展

基本信息

批准号：
09J10001
负责人：
中島剛
金额：
$ 1.79万
依托单位：
National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

現段階で、脊髄完全損傷者が歩行機能を再獲得できる可能性は極めて低い。しかしながら、近年、幹細胞移植など神経再生に関する基礎研究が進み、臨床的にも受傷脊髄への応用が可能になる日も近いとされている。しかしながら最終目標は、日常生活に耐えうる機能回復である。おそらく、再建術後、歩行機能が劇的に回復するか否かは、受傷部より下部の脊髄神経機構が、状態よく残存していることが鍵となる。そのためには、再建術前まで、麻痺領域を支配する脊髄を含めた中枢神経系の退行を防ぎ、歩行に関わる神経回路網を維持・促進させておくことは、再建術後の機能回復を最良のものにするためにも重要であろう。この視点は、今後、再生医療が目を向けねばならない新たな課題でもある。そこで23年度は、ヒト脊髄CPG回路の活動性を促進させる方法とその可塑性に関する検討を行った。今回は、ヒト脊髄CPG回路の活動励起の神経基盤として、まず、下肢の歩行に関連した感覚情報が上肢脊髄神経機構に及ぼす影響について、単シナプス性脊髄反射法(Hoffman反射:H反射)を用いて検討した。実験課題は、動力型歩行補助装置(Lokomat)を用いた受動歩行課題(トレッドミル速度;2km/h)とコントロール課題として、立位姿勢の課題も行った。受動歩行時における上肢H反射振幅は、立位時に比して、有意に減少した。また、これらの減少効果は、30分の受動歩行で20分程度継続した。これらのデータは歩行に関連した感覚情報に由来する脊髄神経機構の短期可塑的変化を示すものであり、今後、脊髄損傷者の痙性コントロール等のリハビリ効果への応用が期待される。また、今まで得られた脊髄神経回路の解析結果をもとに、免荷式歩行トレーニングの臨床場面に応用できる形で実験をデザインし、脊髄損傷者を用いて、検討を行った結果、歩容は劇的に改善され、歩行中の足、膝および股関節可動域の増大が確認された。当該研究期間の研究成果より、自重負荷による荷重に関連した感覚情報、随意努力および遠位肢の運動を重視した歩行トレーニングは脊髄損傷者への歩行トレーニングとして適応可能であることがわかった。これらの結果は、脊髄神経機構の活動増大およびヒト脊髄CPG回路網の駆動を促す重要なデータであり、効率の良い新たな神経リハビリテーション法として提案できると考えられる。

在这个阶段，脊髓完全损伤的人恢复行走能力的可能性极小。然而，近年来，干细胞移植等神经再生基础研究取得了进展，人们认为很快就能将其应用于临床治疗受伤的脊髓。然而，最终目标是功能恢复，让患者恢复日常生活。重建后行走功能能否显着恢复的关键也许在于损伤部位下方的脊神经机制是否保持良好状态。为此，重要的是要防止中枢神经系统的退化，包括控制瘫痪区域的脊髓，并在重建手术前维持和促进参与行走的神经网络，以确保术后功能的最佳恢复。使其成为现实也很重要。这个视角也是再生医学未来必须关注的新问题。因此，2013年，我们研究了促进人体脊髓CPG回路活性及其可塑性的方法。这次，我们将首先研究下肢行走相关的感觉信息对上肢脊神经机制的影响，利用单突触脊髓反射（霍夫曼反射：H反射）作为活动激活的神经基础我考虑过人体脊髓 CPG 回路。实验任务包括使用动力步行辅助装置（Lokomat）的被动步行任务（跑步机速度：2km/h）和作为控制任务的站立姿势任务。与站立时相比，被动行走时上肢H反射幅度显着降低。此外，在 30 分钟的被动步行后，这些减少效果持续约 20 分钟。这些数据表明源自与行走相关的感觉信息的脊髓神经机制的短期塑性变化，预计将应用于康复效果，例如脊髓损伤患者的痉挛控制。此外，根据迄今为止获得的脊髓神经回路的分析结果，我们设计了一种可以应用于无负重步态训练临床情况的实验，并利用脊髓损伤的人进行了研究，他的病情得到了显着改善。，他能够在行走时增加腿部、膝盖和臀部的运动范围。本研究期的研究结果表明，强调与体重负荷、自主努力和远端肢体运动相关的感觉信息的步态训练可以应用于脊髓损伤患者的步态训练。这些结果是促进脊髓神经机制活性增加和驱动人类脊髓CPG网络的重要数据，并且可以被提出作为一种新的有效的神经康复方法。