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BRAIN and NERVE Volume 74, Issue 9 （September 2022）

BRAIN and NERVE 74巻9号（2022年9月発行）

Japanese English

特集動的環境への適応系としての歩行

人工神経接続を用いた脳・脊髄損傷後の身体運動機能の再建 Artificial Neural Connection Restores Voluntary Motor Function After Stroke and Spinal Cord Injury 田添歳樹 ¹ , 西村幸男 ¹ Toshiki Tazoe ¹ , Yukio Nishimura ¹ ¹東京都医学総合研究所脳・神経科学研究分野脳機能再建プロジェクト ¹Neural Prosthetics Project, Department of Brain and Neuroscience, Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science キーワード：人工神経接続 , 脊髄損傷 , 神経可塑性 , 脊髄歩行中枢 , artificial neural connection , spinal cord injury , neural plasticity , spinal locomotor circuitry Keyword: 人工神経接続 , 脊髄損傷 , 神経可塑性 , 脊髄歩行中枢 , artificial neural connection , spinal cord injury , neural plasticity , spinal locomotor circuitry pp.1111-1116

発行日 2022年9月1日 Published Date 2022/9/1

DOI https://doi.org/10.11477/mf.1416202190

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参考文献 Reference

人工神経接続の技術は，コンピューターを用いて神経・筋構造間に人工的な神経連絡路を構築することができる。筆者らの一連の研究では，この人工神経接続によって以下の3つが可能になることが示されている。1）脳卒中や脊髄損傷によって喪失した随意運動を生成するための神経経路を代償する。2）人工神経接続でつないだ神経がそれまで持っていなかった機能を新たに付与する。3）人工神経接続によってつないだ神経構造間にある既存の神経経路に可塑変化を誘導する。本論ではこれらの事象の起こる生理学的背景を解説するとともに，脳卒中や脊髄損傷によって障害された随意歩行機能の再建および回復を促す人工神経接続の神経メカニズムを紹介する。

Abstract

Artificial neural connection (ANC) establishes an artificial neural pathway to connect distant neuromuscular substrates using a computer interface. Our series of studies have demonstrated three events achieved by ANC. 1)ANC compensated the voluntary motor pathways damaged by stroke and spinal cord injury (SCI). 2)ANC provided a novel function for the neuron to input its information into the ANC. 3)ANC induced plastic changes in the existing neural connectivity between the neural substrates connected by ANC. In the preset literature, we expound the neurophysiological mechanisms underlying the three events and introduce theoretical neural backgrounds in restoring and recovering impaired voluntary locomotor function after stroke and SCI.