脊髄損傷後の歩行機能再建に向けた神経リハビリテーション法の開発

脊髓损伤后重建步行功能的神经康复方法的发展

• 批准号: 09J10001
• 负责人: 中島 剛
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J10001/
• 关键词: 歩行機能再建; 神経回路可塑性; 脊髄神経機構; 神経リハビリテーション; リハビリテーション

現段階で、脊髄完全損傷者が歩行機能を再獲得できる可能性は極めて低い。しかしながら、近年、幹細胞移植など神経再生に関する基礎研究が進み、臨床的にも受傷脊髄への応用が可能になる日も近いとされている。しかしながら最終目標は、日常生活に耐えうる機能回復である。おそらく、再建術後、歩行機能が劇的に回復するか否かは、受傷部より下部の脊髄神経機構が、状態よく残存していることが鍵となる。そのためには、再建術前まで、麻痺領域を支配する脊髄を含めた中枢神経系の退行を防ぎ、歩行に関わる神経回路網を維持・促進させておくことは、再建術後の機能回復を最良のものにするためにも重要であろう。この視点は、今後、再生医療が目を向けねばならない新たな課題でもある。そこで23年度は、ヒト脊髄CPG回路の活動性を促進させる方法とその可塑性に関する検討を行った。今回は、ヒト脊髄CPG回路の活動励起の神経基盤として、まず、下肢の歩行に関連した感覚情報が上肢脊髄神経機構に及ぼす影響について、単シナプス性脊髄反射法(Hoffman反射:H反射)を用いて検討した。実験課題は、動力型歩行補助装置(Lokomat)を用いた受動歩行課題(トレッドミル速度;2km/h)とコントロール課題として、立位姿勢の課題も行った。受動歩行時における上肢H反射振幅は、立位時に比して、有意に減少した。また、これらの減少効果は、30分の受動歩行で20分程度継続した。これらのデータは歩行に関連した感覚情報に由来する脊髄神経機構の短期可塑的変化を示すものであり、今後、脊髄損傷者の痙性コントロール等のリハビリ効果への応用が期待される。また、今まで得られた脊髄神経回路の解析結果をもとに、免荷式歩行トレーニングの臨床場面に応用できる形で実験をデザインし、脊髄損傷者を用いて、検討を行った結果、歩容は劇的に改善され、歩行中の足、膝および股関節可動域の増大が確認された。当該研究期間の研究成果より、自重負荷による荷重に関連した感覚情報、随意努力および遠位肢の運動を重視した歩行トレーニングは脊髄損傷者への歩行トレーニングとして適応可能であることがわかった。これらの結果は、脊髄神経機構の活動増大およびヒト脊髄CPG回路網の駆動を促す重要なデータであり、効率の良い新たな神経リハビリテーション法として提案できると考えられる。

For those at the current stage of で and with complete spinal cord injury, the possibility of が walking ability を regaining で <s:1> る る is <s:1> extremely めて low <e:1>. し か し な が ら, in recent years, stem cell transplant な ど god 経 regeneration に masato す る が basic research into み, clinical に も injured spinal marrow へ の 応 may use が に な る day も nearly い と さ れ て い る. The ultimate goal of ながら, daily life に, endurance えうる, and functional recovery である. お そ ら く, postoperative, a step function to build が drama に reply す る か no か は, injured よ り lower の spinal marrow god 経 が, state よ く residual し て い る こ と が key と な る. そ の た め に は, build preoperative ま で を, paralysis, field control す る spinal marrow を containing め た central 経 god is の regression line を ぎ, step に masato わ る 経 god back to the road network を maintain, promote さ せ て お く こ と は reply, to build の postoperative functional を most good の も の に す る た め に も important で あ ろ う. From the perspective of <s:1>, in the future, the が subject of regenerative medicine を will turn to the けねばならな が new たな topic で ある ある ある. そ こ で 23 annual は, ヒ ト spinal marrow CPG loop の active を promote さ せ る method と そ の plasticity に masato す る 検 line for を っ た. This は, ヒ ト spinal marrow CPG loop の activities wound up の god 経 base plate と し て, ま ず, lower limb の step line に masato even し た 覚 intelligence が upper limbs spinal marrow god 経 に and ぼ す influence に つ い て, 単 シ ナ プ ス sex spinal marrow reflection method (Hoffman reflection: H reflex) を with い て beg し 検 た. Be は 験 subject, power line type step subsidies device (Lokomat) を い た by moving step line subject (ト レ ッ ド ミ ル speed, 2 km/h) と コ ン ト ロ ー ル subject と し て, stand posture の subject line も っ た. When moving and walking, the amplitude of the H reflex of the における upper limb is, when standing, に is less than that of <s:1> て, and when intentionally に. Youdaoplaceholder0, れら れら, れら reduce the effect れら, 30 points で the degree of action で20 points 継続 継続 た た. こ れ ら の デ ー タ は step line に masato even し た feeling 覚 intelligence に origin す る spinal marrow god 経 institutions の short-term variations of plastic を shown す も の で あ り, in the future, spinal marrow injury is の convulsion sex コ ン ト ロ ー ル etc. の リ ハ ビ リ unseen fruit へ の 応 with が expect さ れ る. ま た, today ま で have ら れ た spinal marrow god 経 loop の analytical results を も と に, free of charge type step line ト レ ー ニ ン グ の clinical scene に 応 with で き る form で be 験 を デ ザ イ ン し, spinal marrow damage を with い beg を line っ て, 検 た results, step let は play に improve さ れ, step line の foot, knee お よ び masato section moving domain の raised big が confirm さ れ た. When research achievements during the study の よ り, gravity load に よ る load に masato even し た feeling 覚 intelligence, optional hard お よ び far a limb の movement を emphasis し た step line ト レ ー ニ ン グ は spinal marrow injuries へ の step line ト レ ー ニ ン グ と し て optimum 応 may で あ る こ と が わ か っ た. こ れ ら の results は, spinal marrow 経 institutions の activity raised god お よ び ヒ ト spinal marrow CPG network back の 駆 move important な を promote す デ ー タ で あ り, good working rate の い new た な god 経 リ ハ ビ リ テ ー シ ョ ン method と し て proposal で き る と exam え ら れ る.

项目成果

Interlimb interactions during rhythmic movement : Influences on presynaptic modulation of forearm H-reflexes urine rhythmic leg cycling

节律性运动期间肢体间的相互作用：对前臂 H 反射尿液节律性腿部循环突触前调节的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: Klarner T;Nakajima T;Mezzarane RA;Hundza SR;Segin K;Barss T;Zehr EP
• 通讯作者: Zehr EP

Modulation of soleus stretch reflex amplitude during rhythmic arm cycling movement after stroke

中风后有节奏的手臂循环运动期间比目鱼肌牵张反射幅度的调节

• 发表时间: 2011
• 作者: Mezzarane RA;Nakajima T;Zehr EP
• 通讯作者: Zehr EP

Corticospinal excitations to human thigh muscles, mediated by cervicalpropriospinal neurons

由颈固有脊髓神经元介导的皮质脊髓对人类大腿肌肉的兴奋

• 发表时间: 2009
• 作者: Nakajima T.;Komiyama T.;Tazoe T.;Sasada S.;Shibuya S.;Nakazawa K.;Ohki Y.
• 通讯作者: Ohki Y.

Tuning of the excitability of transcortical cutaneous reflex pathways during mirror-like activity.

在类似镜子的活动期间调节经皮层皮肤反射通路的兴奋性。

• DOI: 10.1007/s00221-011-2917-3
• 发表时间: 2012
• 期刊: Exp Brain Res
• 影响因子: 2
• 作者: Ohtsuka H;Sasada S;Nakajima T;Futatsubashi G;Shimizu E;Komiyama T;Ohtsuka H
• 通讯作者: Ohtsuka H

Convergence in reflex pathways from multiple cutaneous nerves innervating the foot depends upon the number of rhythmically active limbs

支配足部的多个皮神经的反射通路的收敛取决于有节律活动的肢体的数量

• 发表时间: 2011
• 作者: Nakajima T;Mezzarane RA;Hundza SR;Komiyama T;Zehr EP
• 通讯作者: Zehr EP