Research press release


Nature Neuroscience

Rewiring the brain after injury

脊髄損傷を受けたラットの脳では、さまざまな体の部位からくる感覚情報の地図が描き直される。Nature Neuroscience(電子版)に発表される研究は、げっ歯類の脊髄損傷モデルにおけるこれまでの矛盾を解決するものである。

脳と四肢を結ぶ神経が脊髄損傷によって切断されると、残ったニューロンが新たな結合を作ることがある。A Ghoshらはラットの皮質脊髄ニューロン(脳と脊髄を結ぶニューロン)の地図を精密に描き、これらニューロンの発する皮質領を観察した。脊髄損傷により後肢の機能が損なわれたラットでは、後肢に残った皮質脊髄ニューロンが、前肢の回路網にかかわる脳領域に都合よく組み込まれることがわかり、これと同時に脳の前肢領域では感覚表現の増大も起こる。これは、脊髄でみられる解剖学的再編成と皮質で生じた変化が機能的に結びついた結果である。


The map of sensory information coming from different body parts is redrawn in the rat's brain after spinal cord injury. This study published online this week in Nature Neuroscience, resolves the previous discrepancies in the rodent models of spinal cord injury.

When the neural connections between the brain and limbs are severed during spinal cord injury, the surviving neurons can form new connections. Arko Ghosh and colleagues map out the rat's corticospinal neurons ― which are neurons that connect the spinal cord to the brain ― and monitored the cortical areas where these neurons originated from. They found that following a spinal cord injury that affects the rat's hindlimb functions, the surviving hindlimb's corticospinal neurons can become opportunistically incorporated into brain areas that are related to forelimb circuitry. This is accompanied by an expansion of the sensory representation from the forelimb areas in the brain. These results functionally link the anatomical rearrangements seen in the spinal cord with the changes that occur in the cortex.

Although the reason for this anatomical rearrangement is unclear, these findings suggest that the brain areas that no longer receive inputs are not put to waste, and are rewired to handle the compensatory increase in information from the injury-spared limbs.

doi: 10.1038/nn.2448

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