脊髄損傷を麻痺させた後,移動の自発的な制御を回復する

科学分野:

• 神経科学は神経科学である.
• バイオメディカルエンジニアリング
• リハビリテーション・サイエンス・サイエンス

背景:

• 脊髄損傷 (SCI) はしばしば慢性麻痺を引き起こし,運動機能に重大な影響を及ぼします.
• 現在のリハビリテーション戦略は,重度のSCI後に自発的な運動を回復させるのに限られた有効性を示しています.
• SCI後の脳の可塑性を理解することは,効果的な治療法の開発に不可欠です.

研究 の 目的:

• ロボット姿勢インターフェースと組み合わせた電気化学神経義肢が,SCIを患ったネズミの運動回復を促進できるかどうかを調査する.
• SCI後の運動機能の回復における皮質の可塑性の役割と積極的な参加を探求する.
• アクティブで皮質を動かすトレーニングの効果と,受動的なトレッドミールトレーニングの効果を比較する.

主な方法:

• 電気化学神経義肢とロボット姿勢インターフェースの開発.
• ラットモデルでの脊髄損傷の麻痺誘導.
• 活発で,脊髄上を介した運動を奨励するトレーニングパラダイムを実装する.
• 皮質の再構築と運動機能回復の評価.
• 皮質の神経細胞を巻き込まない自動トレッドミル限定トレーニングと比較.

主要な成果:

• SCIを患ったネズミは,直接の脊髄上部の経路が中断されたにもかかわらず,精巧な運動能力を回復しました.
• 回復は,広範囲の皮質の再構築,新しい脳幹と脊髄内リレーの形成に依存していました.
• これらのリレーは,電気化学神経義肢を通して lumbosacral回路の制御を回復しました.
• アクティブ・トレーニングは,皮質に依存した可塑性と機能的回復を誘発した.
• パッシブトレッドミルのトレーニングは,可塑性や回復を促すのに失敗しました.

結論:

• 電気化学神経義肢とロボットインターフェースを使用したアクティブトレーニングパラダイムは,SCI後の運動回路の皮質に依存した回復を誘導することができます.
• 新しい神経リレーの形成を含む皮質の可塑性は,機能的な回復に不可欠です.
• このアプローチは,ヒトのSCI患者の治療結果を改善する可能性を秘めています.