自然科学研究機構・生理学研究所（NIPS）の伊佐正教授らの共同研究チームは、脳出血を生じさせたラットに集中的なリハビリテーションを実施させることで、運動機能を司る大脳皮質の「運動野」から進化的に古い部位である脳幹の「赤核」へと伸びる軸索が増加し、この神経回路の強化が運動機能の回復に必要であることを明らかにした。

脳卒中などの脳損傷時には、しばしば随意運動に関わる運動野と脊髄を結ぶ神経回路（皮質脊髄路）が傷害され、四肢が麻痺する。リハビリテーションは、損傷を受けた脳の再編成を促すことで麻痺した手足の機能の回復を導くと考えられているが、その詳細は分かっていなかった。

今回の研究では、進化的に古い脳幹部に存在し、運動に関わる神経核「赤核」と、大脳新皮質に存在し随意運動を司る「運動野」との結合に注目した。

運動野と脊髄を結ぶ神経回路の一部である内包に脳出血が生じると、出血した脳の半球と反対側の手足に麻痺が生じる。脳出血を起こしたラットに対して、リハビリテーションとして麻痺した側の前肢を一週間集中的に使用させると、前肢の運動機能が著しく回復し、運動野において手の運動に相当する領域が拡大することがわかった。

さらに、リハビリテーションを実施したラットでは、訓練を行わなかったラットに比べ運動野から赤核へ伸びる神経線維が増加している事を発見した。さらに、ウィルスベクター二重感染法を使い、この運動野と赤核を結ぶ神経回路の機能を選択的に遮断したところ、リハビリテーションによって回復した前肢の運動機能が再び悪化することが明らかになった。

伊佐教授は「今回の研究で、これまで明らかになっていなかった、リハビリテーションによる神経回路の変化と運動機能の回復との間の因果関係を証明できました。より効果的なリハビリテーション法の開発につながる成果だと期待できます」とコメントしている。

なお、この内容は「Journal of Neuroscience」に掲載された。論文タイトルは、「Causal link between the cortico-rubral pathway and functional recovery through forced impaired limb use in rats with stroke」。