頸髄損傷後の肋間筋機能回復と胸壁振動刺激リハビリテーション作用機序の解明

１）頚髄半切後の肋間神経の回復過程これまでの研究で成猫を用いて、脊髄半切により一側肋間筋に運動麻痺を惹起する呼吸運動障害モデルを作成した。術直後より片側肋間筋の呼吸運動が消失した。術後3ヵ月間の経過を観察し、徐々に呼吸運動が回復する事を明らかにした。しかしながら脊髄損傷後の肋間筋ではγ運動ニューロンを支配する上位中枢からの経路が断たれており、肋間筋を緻密に制御する神経制御機構であるα-γ連関が正常に機能しているかは不明であった。そこで頚髄半切後の肋間神経のα-γ連関を検証するために、実験標本の作成に取り組んできた。麻酔下かつ人工呼吸下で、胸髄半切ネコで損傷側の肋間神経からα運動神経とγ運動神経線維の活動電位を記録した。下部肋間の外肋間神経ならびに内肋間神経の複合活動電位には振幅が大小のものが混在していることが分かった。当該年度では肋間筋を支配する肋間神経のうち, 主に内肋間神経から筋紡錘を支配するγ運動神経線維と筋線維を支配するα運動神経線維から活動電位を記録し、内肋間神経から複合活動電位を記録できた。これらの実験データをもとに、単一活動電位を分離させる記録手法や得られた活動電位から伝導速度を測定する新たな実験手法の検討を進めている。２）胸壁振動刺激による呼吸リハビリテーション先行研究において頸髄損傷後の麻痺した肋間筋に胸壁刺激振動を与えると胸壁振動反射が誘発され肋間筋の筋収縮が起こることが報告されている。しかしながら呼吸に同期して吸息性肋間筋と呼息性肋間筋に振動刺激を与える機器が市販されていない状況であった。そこで当該年度では呼吸流速を振動刺激のトリガーとし吸息と呼息に合わせて自動的に振動刺激を与える胸壁振動刺激システムの開発に取り組んだ。開発した胸壁振動刺激システムは吸息相及び呼息相の高い振動同期率であり、胸部変位速度が増大し呼吸流速が増加することを確認できた。

１）頚髄半切後の肋間神経の回復過程これまでの研究で成猫を用いて、脊髄半切により一側肋間筋に運動麻痺を惹起する呼吸運動障害モデルを作成した。術直後より片側肋間筋の呼吸運動が消失した。術後3ヵ月間の経過を観察し、徐々に呼吸運動が回復する事を明らかにした。しかしながら脊髄損傷後の肋間筋ではγ運動ニューロンを支配する上位中枢からの経路が断たれており、肋間筋を緻密に制御する神経制御機構であるα-γ連関が正常に機能しているかは不明であった。そこで頚髄半切後の肋間神経のα-γ連関を検証するために、実験標本の作成に取り組んできた。麻酔下かつ人工呼吸下で、胸髄半切ネコで損傷側の肋間神経からα運動神経とγ運動神経線維の活動電位を記録した。下部肋間の外肋間神経ならびに内肋間神経の複合活動電位には振幅が大小のものが混在していることが分かった。当該年度では肋間筋を支配する肋間神経のうち, 主に内肋間神経から筋紡錘を支配するγ運動神経線維と筋線維を支配するα運動神経線維から活動電位を記録し、内肋間神経から複合活動電位を記録できた。これらの実験データをもとに、単一活動電位を分離させる記録手法や得られた活動電位から伝導速度を測定する新たな実験手法の検討を進めている。２）胸壁振動刺激による呼吸リハビリテーション先行研究において頸髄損傷後の麻痺した肋間筋に胸壁刺激振動を与えると胸壁振動反射が誘発され肋間筋の筋収縮が起こることが報告されている。しかしながら呼吸に同期して吸息性肋間筋と呼息性肋間筋に振動刺激を与える機器が市販されていない状況であった。そこで当該年度では呼吸流速を振動刺激のトリガーとし吸息と呼息に合わせて自動的に振動刺激を与える胸壁振動刺激システムの開発に取り組んだ。開発した胸壁振動刺激システムは吸息相及び呼息相の高い振動同期率であり、胸部変位速度が増大し呼吸流速が増加することを確認できた。