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

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。

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。