新潟大学の上野将紀特任教授、シンシナティ小児病院の吉田富准教授らの研究グループは、脳と脊髄を結ぶ「皮質脊髄路」の中に多様な神経回路が存在することを発見し、それらが運動動作をコントロールする神経地図としての働きを示すことを明らかにした。

 大脳皮質と脊髄を結ぶ「皮質脊髄路」と呼ばれる神経回路は、自発的な運動開始や複雑で巧みな運動動作のコントロールに必要な神経回路として知られている。しかし、この回路がどのような種類の神経細胞でつながっていて、最終的に複雑な運動動作を生み出せるのか、その接続様式や動作原理は不明だった。

 今回、研究グループは神経回路を解析する最新の技術を用いて、マウスの皮質脊髄路に存在する詳細な神経細胞の構成とその働きを探った。その結果、皮質脊髄路の中には、大脳皮質と脊髄にある多様な神経細胞種によって回路が作られていること、すなわち「神経地図」が内在していることを見いだした。これらの回路は、複雑な動作を行う際に、それぞれが異なる運動機能の要素をコントロールしていることが分かった。

 これにより皮質脊髄路は単一の神経回路ではなく、別々の働きを持つ多様な神経回路の集合体として統合して働くことによって、巧みに運動動作をコントロールしていることが明らかになった。

 この成果は巧みな動作を発揮できるもととなる神経基盤の存在を明らかにし、脳卒中や脳脊髄の損傷など運動機能が障害される多様な神経疾患において、どのような神経回路の再建が必要であるかの手がかりを示すものだ。今後、リハビリテーションや神経回路の再生技術を用いて、今回発見された神経回路の再建法の開発が期待される。

論文情報:【Cell Reports】Corticospinal circuits from the sensory and motor cortex differentially regulate skilled movements through distinct spinal interneurons.

新潟大学

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大学ジャーナルオンライン編集部

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