４．	皮質脊髄路損傷後の手指の巧緻運動の機能回復機構
	大脳皮質の運動野からの指令は皮質脊髄路という経路を経て運動ニューロンに直接伝えられます。一方で、皮質脊髄路から運動ニューロンに至る経路には、脊髄ニューロンを介する間接経路も存在します。これら間接経路は残して直接経路のみを選択的に切断して、サルの行動を観察しました。すると手指の器用につまむ動作は一過性に障害されますが、訓練によって１−３ヶ月の経過で回復することが明らかになりました。このような機能回復モデルを用いて、大脳などの上位中枢の活動の変化をPETによって解析しました。すると損傷後の回復初期（１ヶ月前後）では両側の一次運動野の活動が増加すること、それに対して回復安定期の３ヵ月以以降では同側一次運動野の活動は消失する一方で反対側の一次運動野の活動領域が増大、さらに両側の運動前野の活動が増加することが明らかになりました(Nishimura et al. Science 2007)。このように、機能回復の時期によって回復に寄与する脳部位が異なることが明らかになりました。この機能回復モデルを用いて、現在（１）機能回復過程において側坐核などモベーションの中枢と一次運動野の機能相関が生じること、（２）機能回復過程における大脳皮質と筋電図活動のダイナミクスの変化について、（３）機能回復過程における大脳皮質における遺伝子発現の変化についてのマイクロアレイとin-situ hybridization法を用いた解析、（４）損傷後における訓練の有無が機能回復に与える影響について、（５）損傷後の機能回復に対するモチベーションの促進効果とその回路的基盤などについて包括的に研究を推進しています。また、幼弱期の脳損傷後の大規模な可塑性を解析するため、生後5日めで片側大脳皮質除去モデルを解析しています。 (代表的発表論文) 原著 * Umeda T, Isa T (2011) Differential contribution of rostral and caudal frontal forelimb areas to compensatory process after neonatal hemidecortication in rats. European Journal of Neuroscience, 34: 1453-1460. ＊Nishimura Y, Onoe H, Onoe K, Morichika Y, Tsukada H, Isa T (2011) Neural substrates for the motivational regulation of recovery after spinal-cord injury. PLoS One 6: e24854. ＊Alstermark B, Pettersson L-G, Nishimura Y, Yoshino-Saito K, Tsuboi F, Takahashi M, Isa T (2011) Motor command for precision grip in the Macaque Monkey can be mediated by spinal interneurons. Journal of Neurophysiology, 106: 122-126. ＊Tsuboi F, Nishimura Y, Yoshino-Saito K, Isa T (2010) Neuronal mechanism of mirror movements caused by dysfunction of the motor cortex. European Journal of Neuroscience, 32: 1397-1406. ＊Umeda T, Takahashi M, Isa K, Isa T. (2010) Formation of descending pathways mediating cortical command to ipsilateral forelimb motoneurons in neonatally hemidecorticated rats. Journal of Neurophysiology, 104: 1707-1716. ＊Takahashi M, Vattanajun A, Umeda T, Isa K, Isa T (2009) Large-scale reorganization of corticofugal fibers after neonatal hemidecortication for functional restoration of forelimb movements. European Journal of Neuroscience, 30: 1878-1887 ＊Higo N, Nishimura Y, Murata Y, Oishi T, Saito K, Takahashi M, Tsuboi F, Isa T (2009) Increased expression of the growth-associated protein-43 gene in the sensorimotor cortex of the macaque monkey after lesioning of the lateral corticospinal tract. Journal of Comparative Neurology, 516: 493-506. ＊Nishimura Y, Morichika Y, Isa T (2009) A common subcortical oscillatory network contributes to recovery after spinal cord injury. Brain,132: 709-721. ＊Nishimura Y, Onoe T, Morichika Y, Perfiliev S, Tsukada H, Isa T (2007) Time-dependent central compensatory mechanism of finger dexterity after spinal-cord injury. Science, 318: 1150-1155. ＊Sasaki S, Isa T, Pettersson L-G, Alstermark B, Naito K, Yoshimura K, Seki K, Ohki Y (2004) Dexterous finger movements in primate without monosynaptic corticomotoneuronal excitation. Journal of Neurophysiology, 92:3142-3147. 総説 ＊Nishimura Y, Isa T. (2012) Cortical and subcortical compensatory mechanisms after spinal cord injury in monkeys. Experimental Neurology, Special Issue “Plasticity after spinal cord injury” 235: 152-161. ＊Nishimura Y, Isa T (2009) Compensatory changes at the cerebral cortical level after spinal cord injury. Neuroscientist, 15: 436-444. (共同研究の相手)（敬称略） Bror Alstermark　Umea Univ., Sweden,　 Lars-Gunnar Pettersson Goteborg Univ., Sweden 肥後範行、村田弓、 産業技術総合研究所 小島俊男、佐藤明、理研基幹研究所 尾上浩隆、理研分子イメージング 塚田秀夫　浜松ホトニクス中央研究所

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