ラットの子宮頸部避妊後の前肢の運動表現の急速かつ持続的な障害

熟練した運動制御は、脳および脊髄運動回路の体性感覚と運動信号の収束によって調節されます。子宮頸部の避妊は、前肢の体性感覚表現を迅速に減少させ、前肢の動きを損なうことが知られています。私たちの焦点は、運動皮質の運動表現に避妊がどのような効果をもたらすかを判断することでした。その知識は、脊髄損傷や脳卒中などの体性感覚喪失に続く障害の軌跡に関する新しい洞察を提供する可能性があります。体性感覚情報は、皮質の運動マップ地形にとって重要であると仮定しました。これを調査するために、C4からC8に成体ラットの背根を一方的に切断し、根治的微小刺激と2週間の回復期間の直後に皮質内微小刺激を使用して前肢の運動表現をマッピングしました。避妊後すぐに、遠位表現のサイズが減少することがわかりました。ただし、この入力の損失にもかかわらず、運動閾値に変化はありませんでした。避妊後2週間後、動物はさらに遠位表現の減少、肘の表現の膨張、および遠位運動のしきい値のわずかな上昇を示しました。これらの変化は、避妊と反対側の半球の前肢マップに固有でした。後肢または無傷の前肢表現に変化はありませんでした。反対側の遠位前肢表現の分解は、おそらく避妊後の運動制御障害に寄与します。体性感覚入力は、運動皮質の前肢の運動マップの維持に不可欠であり、末梢または脊髄損傷の患者をリハビリするときまたは脳卒中後に考慮する必要があると提案します。

Skilled motor control is regulated by the convergence of somatic sensory and motor signals in brain and spinal motor circuits. Cervical deafferentation is known to diminish forelimb somatic sensory representations rapidly and to impair forelimb movements. Our focus was to determine what effect deafferentation has on the motor representations in motor cortex, knowledge of which could provide new insights into the locus of impairment following somatic sensory loss, such as after spinal cord injury or stroke. We hypothesized that somatic sensory information is important for cortical motor map topography. To investigate this we unilaterally transected the dorsal rootlets in adult rats from C4 to C8 and mapped the forelimb motor representations using intracortical microstimulation, immediately after rhizotomy and following a 2-week recovery period. Immediately after deafferentation we found that the size of the distal representation was reduced. However, despite this loss of input there were no changes in motor threshold. Two weeks after deafferentation, animals showed a further distal representation reduction, an expansion of the elbow representation, and a small elevation in distal movement threshold. These changes were specific to the forelimb map in the hemisphere contralateral to deafferentation; there were no changes in the hindlimb or intact-side forelimb representations. Degradation of the contralateral distal forelimb representation probably contributes to the motor control deficits after deafferentation. We propose that somatic sensory inputs are essential for the maintenance of the forelimb motor map in motor cortex and should be considered when rehabilitating patients with peripheral or spinal cord injuries or after stroke.