網様体脊髄による運動制御

正確な動作の実行は、中枢神経系のさまざまな領域によって活動が制御されるさまざまな筋肉群間の複雑な相互作用の結果です。 皮質脊髄系のほかに、系統発生的に古い網様体脊髄系は、すべての哺乳類の姿勢、移動、手を伸ばすなどのさまざまな基本動作を制御する重要な運動系です。 広範囲に研究されている皮質脊髄系とは対照的に、ヒトの機能的に重要な網様体脊髄系の運動生理学に関する知識はわずかしかありません。 網様体脊髄運動制御は、驚愕の音響刺激による網様体脊髄運動回路の活性化に基づく StartReact パラダイムで評価できます。 StartReact 現象は、驚愕によって引き起こされる網様体脊髄系による計画された運動プログラムの早期解放によって媒介される、運動反応時間の短縮によって特徴付けられます。 したがって、StartReact は、生理学的および病理学的条件下で人間の運動制御に対する網様脊髄の関与を調べるためのユニークなツールです。 StartReact の評価は、包括的な 3-D 運動学的分析と筋肉活動の記録 (つまり、 筋電図検査）を使用して、網体脊髄の運動制御に関する定量的な洞察を得ることができます。

この臨床研究の最初の目的は、StartReact の基礎となるメカニズムについてさらに洞察を得ることであり、さまざまな運動課題 (つまり、 健康な被験者における単純な単関節の動き、複雑な多関節の動き、両側の手の動き）。 これらの実験の結果は、健常者の網様体脊髄運動制御における近位-遠位、屈筋-伸筋および上肢-下肢の勾配についての新たな洞察を提供するでしょう。 さらに、その結​​果は、StartReact パラダイムを複雑で機能的により関連性の高い動きに拡張します (つまり、 エンドポイントの精度が必要なタスクに到達およびステップ実行する。協力的で両側性の手の動き）、網様体脊髄系の関与はまだ理解されていません。

このプロジェクトの 2 番目の目標は、StartReact パラダイムを使用して、脊髄損傷 (SCI) 患者の機能回復における細網脊髄可塑性の役割をさらに解明することです。 前臨床所見は、機能回復の根底にある神経可塑性適応に対する網様体脊髄系の顕著な可能性を強調しているが、SCIの分野における臨床試験からの証拠はほとんどない。 まず、この研究は、急性SCI患者の手と脚の筋肉におけるStartReactの効果を6か月間モニタリングすることを目的としています。 StartReact の効果と運動回復を同時に追跡することで、急性 SCI 患者における網様体脊髄可塑性のプロセスと機能回復を密接に関連付けることが可能になります。 2 番目に、下降モーター制御の再重み付けに焦点が当てられます (つまり、 SCI に対する反応における皮質脊髄系と網網脊髄系) を比較し、慢性 SCI 患者の運動回復に対する皮質脊髄系と網体脊髄系の明確な寄与を調査します。

このプロジェクトの成果は、ヒトの網様体脊髄系の運動生理学と神経修復能力に関するメカニズムの理解を促進するでしょう。 これらのプロジェクトからの新たな洞察は、SCI患者の運動回復を改善することを目的とした臨床試験において、この重要な運動システムのより良い活用につながることが期待されます。