補足運動野への脳刺激によって脊髄相反性抑制の抑制性介在ニューロンを活性させる方法を確立！

平林怜助教（理学療法学科），小島翔講師（理学療法学科）の共同研究が補足運動野の活性により脊髄相反性抑制が増強することを明らかにしました！

 

－補足運動野への脳刺激によって脊髄相反性抑制の抑制性介在ニューロンを活性させ，効果的な脳刺激法を確立した研究－

 

 

研究内容の概要：

脊髄相反性抑制は，関節運動・歩行・バランス機能に重要な抑制機能であり，脊髄相反性抑制が増強することで，これらの機能が向上することが知られています．近年，脊髄相反性抑制を増強させる介入法が注目されています．我々の前回の研究では，これまでの相反性抑制増強法より介入効果が高い介入法（反復他動運動）を発見しました（Hirabayashi et al., 2019, 2020）．脊髄相反性抑制の増強には末梢からの刺激の方が効果的であり，脳刺激による研究では効果的な持続効果が認められていませんでした．我々が着目した補足運動野による脳刺激法では，持続効果も認められたため，今後，補足運動野と末梢刺激を併用することで，より効果的な介入法を検討していきたいと考えています．本研究の成果は国際誌『Brain sciences』に掲載されます．

 

研究者からのコメント：

脊髄相反性抑制を増強させる介入法は，近年注目されているが，脳刺激による効果的な介入法は確立されていませんでした．我々は協調運動に重要な働きを担っている補足運動野に着目しました．本研究の結果より，補足運動野の活性が，皮質網様体投射を介して網様体脊髄による下降性入力が脊髄相反性抑制の抑制性介在ニューロンを活性させ，脊髄相反性抑制が増強した可能性が示唆されました．また，これまでの脳刺激法より持続効果を認め，今後の介入法の発展に役立てる研究結果となりました．この脊髄相反性抑制増強法は，脊髄相反性抑制が低下している対象（上位運動ニューロン障害，脊髄損傷，高齢者，アスリート）に対して，有効な治療法となる可能性があります．今後，末梢刺激と脳刺激を併用させ，効果的な相反性抑制増強法を追究していきたいと思います．

 

本研究成果のポイント：

各刺激条件の生波形を示し，CTI 2 msがIa相反抑制，CTI 20 msがD1抑制であり，補足運動野の脳刺激介入前から介入後20分間を計測した．

 

Fig. a, b：補足運動野に偽刺激際の結果．Fig. c：補足運動野に陽極tDCSを介入した際のIa相反抑制の結果で，介入中から介入直後まで抑制が増強した．Fig. d：補足運動野に陽極tDCSを介入した際のD1抑制の結果で，介入中から介入後10分間抑制が増強された．

 

原著論文情報：

Hirabayashi R, Kojima S, Edama M, Onishi H.

Activation of the supplementary motor areas enhances spinal reciprocal inhibition in healthy individuals.

Brain sciences [in press]