ヒト介在ニューロンの可塑性誘導に着目する新たな運動機能回復戦略

疾病や外傷による脊髄障害後の運動機能回復は、適切かつ効果的なリハビリテーションを行うことが重要である。本研究は、障害後の脳から脊髄への運動系下行路システムの再構築を見据えた、神経リハビリ法の開発を目指す。特に、そのシステムの一部を構成し、脊髄障害後の代償機構の主役となる可能性を秘める「脊髄介在ニューロン」を含む神経ネットワークに焦点を絞り、この神経回路の活動励起とその可塑性を生じさせる方法論について検討することを目的とする。本年度は、その基礎研究として健常成人を対象に、ヒト脊髄介在ニューロンの活動を可視化するための最適刺激パラメータの検討を行った。まず、方法論として、上部頸髄に位置する脊髄介在ニューロンが１．運動野上肢領域から入力を受けること、さらには同じニューロンが、２．末梢性感覚入力を強く受けること、を利用し、組み合わせ刺激（１＋２）で誘発筋電図の増強が起こり、これが介在ニューロンの活動を反映すると考えられている（空間的促通法）。そこで、今回は、運動野磁気刺激・末梢神経刺激の刺激間間隔を系統的に変え、誘発筋電図上（上腕二頭筋：BB）に得られる促通条件を検討した。その結果、尺骨神経（刺激強度：運動閾値の約1.0 倍）と運動野磁気刺激（運動閾値付近）の同時刺激による促通効果は、その刺激間間隔が7.5ミリ秒付近から観察され、10ミリ秒で最大となった。よって両刺激による神経伝導時間等を考慮すると、脊髄内、特に前運動ニューロンレベルにおいて空間的促通が生じている可能性が考えられる。また、この効果は、BBと手指筋の共収縮が重要であった。これらの結果は、ヒト間接的皮質脊髄路を効率よく賦活させるために重要な基礎データであり、今後これらのパラメータを用い、繰り返しの連発刺激によって当該神経機構に可塑的変化を引き起こす予定である。

疾病や外傷による脊髄障害後の運動機能回復は、適切かつ効果的なリハビリテーションを行うことが重要である。本研究は、障害後の脳から脊髄への運動系下行路システムの再構築を見据えた、神経リハビリ法の開発を目指す。特に、そのシステムの一部を構成し、脊髄障害後の代償機構の主役となる可能性を秘める「脊髄介在ニューロン」を含む神経ネットワークに焦点を絞り、この神経回路の活動励起とその可塑性を生じさせる方法論について検討することを目的とする。本年度は、その基礎研究として健常成人を対象に、ヒト脊髄介在ニューロンの活動を可視化するための最適刺激パラメータの検討を行った。まず、方法論として、上部頸髄に位置する脊髄介在ニューロンが１．運動野上肢領域から入力を受けること、さらには同じニューロンが、２．末梢性感覚入力を強く受けること、を利用し、組み合わせ刺激（１＋２）で誘発筋電図の増強が起こり、これが介在ニューロンの活動を反映すると考えられている（空間的促通法）。そこで、今回は、運動野磁気刺激・末梢神経刺激の刺激間間隔を系統的に変え、誘発筋電図上（上腕二頭筋：BB）に得られる促通条件を検討した。その結果、尺骨神経（刺激強度：運動閾値の約1.0 倍）と運動野磁気刺激（運動閾値付近）の同時刺激による促通効果は、その刺激間間隔が7.5ミリ秒付近から観察され、10ミリ秒で最大となった。よって両刺激による神経伝導時間等を考慮すると、脊髄内、特に前運動ニューロンレベルにおいて空間的促通が生じている可能性が考えられる。また、この効果は、BBと手指筋の共収縮が重要であった。これらの結果は、ヒト間接的皮質脊髄路を効率よく賦活させるために重要な基礎データであり、今後これらのパラメータを用い、繰り返しの連発刺激によって当該神経機構に可塑的変化を引き起こす予定である。