脳は両手からの感覚入力を処理しています。しかし、脊髄の片側が損傷された場合、この情報処理の過程の変化は十分明らかにされておらず、手の運動回復に寄与するのかどうか分かっていませんでした。
 

本研究では、片側性脊髄損傷を受けた５頭のサルを対象に把握運動の回復過程を調べるとともに、長期間・高頻度で機能的MRIを用いて脳活動と結合性の変化を追跡しました。

その結果、把握運動が良好に回復した４頭では、麻痺側の手を刺激しても感覚運動野の手の領域の応答に大きな変化は認められませんでした。一方で、非麻痺手への刺激に対して、損傷後２〜５週間にかけて両側の感覚運動野の応答が増強し、その後徐々に減弱する動的な変化が観察されました。この変化は運動前野と補足運動野を含む脳全体にわたる運動ネットワークの再編を伴っていました。さらに、損傷と同じ側の感覚運動野の応答変化のパターンは、把握運動の変化と逆相関を示しました。つまり、強い応答と回復が十分でない状態に関連性が認められました。実際、回復不良の個体では、非麻痺手への刺激に対して広範囲の脳応答が持続しパフォーマンスの低下と関連していました。

これらの結果から、損傷後初期に見られる脳活動の増強は抑制コントロールの低下（脱抑制）を反映しており、これは運動ネットワークの大規模な再編に関与すると考えられます。その後、この脱抑制が減弱すると長期に渡って回復が見込める可能性が示されました。
 

本研究は、これまで主に麻痺側の手の脳活動に焦点を当ててきた従来研究とは異なり、非麻痺手への刺激応答という新たな視点から、脊髄損傷後の脳の適応メカニズムを明らかにしました。これにより、部分的脊髄損傷後の脳の再編様式に関する新しい理解が得られるとともに、将来的なリハビリテーション戦略の改善にもつながる可能性があります。