受损神经组织和残余神经通路改善运动功能的机制是什么？

京都大学已使用猕猴脊髓损伤模型表明，连接大脑前运动皮层的半球间通路在康复过程中改善手指运动功能的过程中，在运动功能的恢复中起着重要作用。 这项研究是由京都大学医学研究生院 Tadashi Isa 教授（京都大学人类生物学高级研究中心高级研究员）、博士生 Kendo Mitsuhashi（研究时，现任助理教授）和国立自然科学研究所国立生理科学研究所 Kenta Kobayashi 副教授领导的研究小组进行的。 研究结果在线发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。 

脊髓损伤或中风对皮质脊髓束的损害会导致运动麻痹，根据损伤的严重程度，严重的麻痹仍然存在并导致卧床不起，因此它已成为一个医学和社会问题。 虽然神经组织一旦受损就难以再生，但已经表明，通过康复治疗促进对剩余神经通路的补偿，可以改善运动功能。 然而，其机制在很大程度上是未知的。 阐明其机制对于未来康复治疗的发展具有重要意义。

以前的研究表明，当皮质脊髓束的一侧受损时，大脑未受损一侧的运动前皮层的活动会增加。 然而，这种活动的增加是促进还是抑制恢复存在争议，目前尚不清楚这种增加是由哪些神经通路驱动的。

抑制猴子体内的特定神经通路，研究抑制通路的作用和功能

在这项研究中，将不同的病毒载体注射到猴子的前运动皮层中，以使用化学遗传学技术可逆地抑制从皮质脊髓束受损的前运动皮层投射到对面（未受损）前运动皮层的神经元。 使用这种方法，可以比较特定神经通路抑制前后的运动功能和大脑活动，并研究受抑制通路的作用和功能。 此外，由于这种方法使用药物，因此可以可逆地抑制神经活动，并且还可以比较健康和皮质脊髓束损伤中的运动功能。

通过增加运动前皮层神经活动（在健康条件下受到抑制）和在脊髓损伤恢复期升高，有助于运动功能的恢复。

使用这种方法，首先发现阻断运动皮层之间的半球间通路不会影响健康受试者的运动功能。 然而，在患有单侧皮质脊髓束损伤的猴子中，发现在恢复的早期阶段阻断这种半球间通路会导致恢复的运动功能恶化。 此外，从皮层脑电活动的记录和分析中，阐明了在健康条件下半球间通路受阻时，投射目的地（对半球）运动前皮层的神经活动增加，但投射目标的神经活动由于损伤后早期恢复期半球间通路受阻而降低。 这些结果表明，通常充当抑制剂的前运动皮层之间的半球间通路在受伤后的恢复过程中起促进剂的作用，并通过激活通常不参与运动的一侧的前运动皮层来促进运动功能的恢复。

未来，我们将研究不同中枢神经系统部位损伤的恢复途径和机制，例如脑梗死

如本研究所示，人们认为在中枢神经系统损伤后，未受损的神经通路会改变其功能并参与受损功能的恢复。 在这项研究中，研究小组调查了不同中枢神经系统区域（如脑梗塞）损伤导致恢复的途径和机制，并希望阐明受损部位与常见恢复机制之间的差异。

在这项研究中，我们通过阻断它阐明了参与运动功能恢复的半球间通路的作用，但在未来，我们想研究是否有可能通过使用化学遗传学方法或更多的微创脑刺激方法激活该通路来促进运动功能恢复。 研究人员表示，将传统康复与激活靶向通路的脑刺激方法相结合，有望开发针对留下严重后遗症的严重中枢神经系统损伤的神经康复疗法。 

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