霊長類を用いた脳損傷後の機能回復メカニズムの解明:分子及びシステムレベルの解析

利用灵长类动物阐明脑损伤后的功能恢复机制：分子和系统水平分析

基本信息

批准号：
07J01745
负责人：
村田弓
金额：
$ 1.15万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

脳損傷後の運動訓練が上肢の機能回復に及ぼす効果を、"行動解析"と"陽電子断層画像診断(PET)を用いた脳活動イメージング"の手法を用いて解明することを目的とする。第一次運動野指領域の損傷後に積極的な運動訓練を行ったマカクザル個体群と運動訓練を行わなかった個体群の間で回復過程を比較した。全ての個体で損傷直後に指運動の完全麻痺が生じ、その後運動機能が徐々に回復した。損傷後2-3週間で両群ともに指の動きが多く見られるようになり、把握運動課題の成功率は、損傷前の4-8割程度にまで回復した。しかし、把握方法を調べると、損傷前は拇指と示指の指先を向かい合わせた把握(精密把握)が見られたのに対して、この時期には拇指と示指の対向か見られず、拇指の背側面で物体を把持する代償的な把握が多く見られた。その後の1ヶ月間に訓練群では代償的な把握の割合が減少し、精密把握の割合が増加するのに対し、非訓練群では代償的な把握の割合が高いまま推移し、精密把握がほとんど見られなかった。以上のことから、特に第一次運動野損傷後の精密把握の回復には、損傷後の訓練が必要であると考えられる。次に回復過程における、把握動作中の脳活動の変化を見るために、陽電子断層画像診断(PET)を用いて、上肢把握運動課題遂行中の脳活動イメージングを行った。その結果、損傷前は精密把握の動作中に、第一次運動野に高い活動が見られたのに対し、運動機能回復後は運動前野腹側部に高い活動が見られた。以上の結果から、損傷後機能回復した時点においては、運動前野腹側部において、第一次運動野の機能を代償する可塑的な変化が生じた可能性が強く示唆される。

这项研究的目的是阐明使用“行为分析”和“使用正电子断层扫描（PET）”的“行为分析”和“脑活动成像”后脑损伤后运动训练对上肢功能恢复的影响。比较了猕猴种群对主要运动皮层手指区域受伤后进行积极运动训练的猕猴种群与未进行运动训练的恢复过程。所有个体在受伤后立即遇到了手指运动的完全麻痹，然后逐渐恢复了运动功能。受伤后两到三周，在两组中都观察到手指运动，抓住运动任务的成功率在受伤前恢复到约40-80％。但是，在检查抓握方法时，在受伤之前，拇指和指尖互相抓握（精确抓握），而此时，拇指和食指没有相对，并且在拇指背侧握住了大量的补偿性抓握，拇指和食指在拇指的背面被抓住。在下个月，补偿性抓地力的比例减少，训练组的精确抓地力比例增加，而在非训练组中，补偿性抓地力的比例仍然很高，精确的握把几乎没有。基于上述情况，人们认为需要在受伤后进行训练，以便在一次运动皮层损伤后恢复精确的抓地力，尤其是在受伤之后。接下来，要查看恢复过程中掌握操作过程中大脑活动的变化，在上肢抓住运动任务期间，使用正电子断层扫描（PET）对大脑活动进行了成像。结果，在受伤前的精确抓握期间，在原发性运动皮层中看到了高活性，而在恢复运动功能后，在运动前皮层的腹侧有高活性。上述结果强烈表明，当受伤后恢复功能时，塑料变化补偿了原发性运动皮质功能的功能，发生在前马皮的腹侧。