マイネルト基底核損傷により生じる感覚皮質の可塑的変化と運動療法の効果検証

パーキンソン病やアルツハイマー病では感覚過敏や痛みなどの感覚異常が生じる。しかしその原因については未だに解明されていない。我々はこれまでの研究で、マイネルト基底核（NBM）の損傷が、一次体性感覚皮質（S1）の神経応答の強さと範囲を異常に増大させること、および感覚過敏様の行動が生じることをラットを対象として明らかにしてきた。そこで本研究課題はNBM損傷によるS1の神経応答変化の背景に潜むメカニズムを探ること、そのしけに応答異常を制御できる可能性があるか、主にこの2点について明らかにすることを目指す。ラットを対象として、S1における機能および構造的変化は電気生理学計測、膜電位イメージング、免疫組織化学等の手法を用いて計測し、神経応答異常に対して運動を含む制御アプローチを試みる。今年度は神経応答異常の制御アプローチとして、トレッドミル上での歩行/走行運動に加えて、より直接的な神経活動制御が期待できる経頭蓋直流電気刺激（tDCS）による皮質への電気刺激に挑戦した。歩行/走行運動については、運動の様子を評価するためにマーカーレス動作解析システムを取り入れ、現在その解析手法を確立しつつある。tDCSについては、皮質上に陽極刺激を適用することで、過剰に広がる神経応答を縮小させることが可能であるという結果を得た。これらの実験は運動評価方法やtDCSの効果を事前把握するための予備実験的な位置づけとして、NBM損傷動物に比べてより顕著な神経活動および行動異常をもつパーキンソン病モデル動物を対象として実施した。次年度はNBM損傷動物に対して、これまでの実験で確立した方法を適用し、実験を進めていく。

パーキンソン病やアルツハイマー病では感覚過敏や痛みなどの感覚異常が生じる。しかしその原因については未だに解明されていない。我々はこれまでの研究で、マイネルト基底核（NBM）の損傷が、一次体性感覚皮質（S1）の神経応答の強さと範囲を異常に増大させること、および感覚過敏様の行動が生じることをラットを対象として明らかにしてきた。そこで本研究課題はNBM損傷によるS1の神経応答変化の背景に潜むメカニズムを探ること、そのしけに応答異常を制御できる可能性があるか、主にこの2点について明らかにすることを目指す。ラットを対象として、S1における機能および構造的変化は電気生理学計測、膜電位イメージング、免疫組織化学等の手法を用いて計測し、神経応答異常に対して運動を含む制御アプローチを試みる。今年度は神経応答異常の制御アプローチとして、トレッドミル上での歩行/走行運動に加えて、より直接的な神経活動制御が期待できる経頭蓋直流電気刺激（tDCS）による皮質への電気刺激に挑戦した。歩行/走行運動については、運動の様子を評価するためにマーカーレス動作解析システムを取り入れ、現在その解析手法を確立しつつある。tDCSについては、皮質上に陽極刺激を適用することで、過剰に広がる神経応答を縮小させることが可能であるという結果を得た。これらの実験は運動評価方法やtDCSの効果を事前把握するための予備実験的な位置づけとして、NBM損傷動物に比べてより顕著な神経活動および行動異常をもつパーキンソン病モデル動物を対象として実施した。次年度はNBM損傷動物に対して、これまでの実験で確立した方法を適用し、実験を進めていく。