皮質脊髄路

Description

皮質脊髄路（CST）は、錐体路としても知られ、大脳皮質から脊髄に運動に関連する情報を運ぶ軸索の集合体である。 大脳皮質または脳幹から発生する下行性脊髄路系の一部を形成する

• 皮質脊髄路を走行するニューロンは上部運動ニューロンと呼ばれ、下部運動ニューロンと呼ばれる脊髄のニューロンにシナプスし、骨格筋に接触して筋収縮を引き起こす。

CST：

• 運動に関する情報を脳から脊髄に伝える主要経路の一つで、約100万の神経線維（伝達物質としてグルタミン酸を用いて平均伝導速度は約60m/秒）がある。
• 皮質脊髄路に沿ったシグナル伝達は、歩行や手を伸ばすなどの行動を含む様々な動きに関与しているが、文字を書く、タイピングする、服のボタンをかけるなど、細かい指の動きには特に重要である。
• ヒトの運動機能の最高位を表し、微細なデジタル運動を最も直接的に制御している。
• 皮質脊髄路の選択的損傷後、患者は通常、一定期間後に粗動（例えば、手を伸ばす）を行う能力を回復することができるが、個々の指の動きを行う能力を完全に回復することはできないかもしれない。

コース

CST

• 複数の皮質領域で発生し、これらの軸索の約半分は一次運動野のニューロンから伸びているが、その他は脳の非一次運動野や体性感覚野などの頭頂葉の領域で発生する。
• CSTを走行する軸索は、大脳脚と呼ばれる大きな繊維束の一部として脳幹に下降します。
• 軸索は髄質を下っていき、ピラミッドと呼ばれる2つの軸索の大きな集合体を形成する。ピラミッドは脳幹の外面に目に見える隆起を作る。
• 錐体の基部では、皮質脊髄路の繊維の約90%が、錐体路脱索と呼ばれる軸索の束になって、脳幹の反対側へ交差しています。
• 分枝した繊維は外側皮質脊髄路を形成し、脊髄に入り、その繊維が発生した脳の半球の反対側にある体の側で、運動を引き起こすことになります。
• 残りの10％の皮質脊髄路繊維は脱共役せず、同側の脊髄に進みます。この皮質脊髄路の枝は前（または腹）皮質脊髄路として知られています。 皮質脊髄路の軸索のほとんどは、下位運動ニューロンとシナプスする直前に脊髄で脱分岐する。
• これら2つの異なる皮質脊髄路の枝の繊維は、異なるタイプの筋肉の活動を優先的に刺激する。

• 外側皮質脊髄路は主に四肢の筋肉の動きを制御する
• 前側皮質脊髄路は体幹、首、肩の筋肉の動きに関与する
• 外側皮質脊髄路は体幹の筋肉の動き、首、肩の筋肉の動きに関与する
外側皮質脊髄路は体幹の筋肉、首、肩の筋肉に関与する

すべての皮質脊髄線維のうち、約20％が胸椎レベルで、25％が腰仙骨レベルで、55％が頸椎レベルで終末を迎えている。 運動野から発生した線維の多くは、その後脊髄の腹角で終末を迎えます。

機能



CSTは求心性入力の制御、脊髄反射、運動ニューロン活動など多くの機能を持ち、最も重要なのは遠位の随意運動の仲介である

• 第一運動野（M1）からの出力は、CSTに接続し寄与している。 興奮性の単シナプスα運動ニューロン、γ運動ニューロン（筋紡錘の長さの制御を担う）への多シナプス接続、脊髄内の介在ニューロンの多シナプス接続。 .
• 神経細胞が1本の軸索のみから直接影響を受ける場合を「モノシナプス性」、多くの軸索から間接的に影響を受ける場合を「ポリシナプス性」と呼ぶ。

イメージ図 参加者における皮質脊髄路トラクトグラフィ（神経路の画像化）再構成の実例。 T1強調MRIの冠状面上に神経路を投影し、神経路の全長を見ることができる。

最近の開発により、CSTニューロンの起源と終端についての理解が深まっている。

CSTに寄与する様々な起源から、この路は運動系の一部を形成するだけでなく、感覚的にも大きな役割を担っていると考えられています。

• 感覚皮質から発生した線維は脊髄後角で終末を迎えます。
• ここで体性感覚受容体からの入力を受ける介在細胞とシナプスし、脊髄内の末梢受容体からの情報を調節すると考えられている。
• したがって、CSTは「ゲート」として機能し、有用または無関係とみなされる情報を調節または抑制すると考えられる。

臨床的関連性

皮質脊髄路の上部運動ニューロンが損傷すると、時に上部運動ニューロン症候群と呼ばれる一連の障害を引き起こす可能性がある。

• 錐体の十字路より頭側にあるCSTの病変は、対側の障害をもたらす。

脳卒中/外傷性脳損傷

• 下の画像は、運動ホムンクルスを描いたものです。 7121>

Spinal Cord Injury

• 脊髄損傷後、随意（感覚と運動）および不随意の制御が損なわれ、回復の程度は損傷の重症度によって異なります（Freund et al, 2013）。 CSTはすでに脱落しているため、運動障害は病変部位と同側に生じる。
• 運動と感覚の両方を評価するASIAの結果指標は、脊髄病変のレベルと完全か不完全かの指標となる。
• Crozierら（1991）は、ピンポイント保存のASIA B-Eの人の89％が歩行可能になったと結論付けた。 これは、視床脊髄路が外側皮質脊髄路に近接していることと、血液供給が共有されていることに起因する。 また、器用さ、歩行、日常生活動作などに影響を与える相乗的な運動パターンにも影響を及ぼします。

  何を評価したいかに応じて、使用できる結果指標がいくつかあります。 これらは以下の通りです。

  • Fugl-(フーグル)Meyer Assessment of Motor Recovery after Stroke (FMA)
  • Oxford Muscle Grading System
  • Stroke Rehabilitation Assessment of Movement (STREAM)
  • Action Research Arm (STREAM)
  • Action Research Arm (STREAM) Cherokee Arm and Hand Activity Inventory
  • Functional Ambulation Category
  • Motor Assessment Scale
  • Rivermead Mobility Index
  • ASIA (Spinal Cord)

  Read more about outcome measures in stroke rehabilitation by Salter et al (2013)

  Stinear et al (2007) suggested that Corticospinal Tract integrity could use to identify likely extent of motor recovery and may make appropriate selection of rehabilitation strategies for individuals recover from stroke … 脳卒中になった人たちのための、リハビリ戦略を考える。 Stinearら(2012)は、上肢の回復の可能性を評価するためにPREP（predicting motor recovery）アルゴリズムを使用した研究を行った。 脳卒中後72時間のSAFEスコア（肩外転と指伸展の合計）、経頭蓋磁気刺激、患側上肢の運動誘発電位、非対称指数（拡散強調MRIで測定）を用いることにより、完全に回復するかしないかを予測することができたのです。 これらの結果から、PREPアルゴリズムを用いることで、臨床医は上肢の回復の可能性を予測することができ、その結果、より早い時期から患者の期待を管理することができるかもしれないことが示唆された。 ある程度は運動機能の回復が見られるようになりますが、完全に回復することは稀です。

  皮質脊髄路の損傷後、細胞レベルおよびネットワークレベルで一連の事象が発生し、運動地図の再編成が行われます。 この現象は神経可塑性として知られており、運動制御や反復練習による学習などのリハビリテーション訓練によって強化することができる。 その他の治療技術としては、以下のようなものが考えられる。

  • ゲイトリハビリテーション教育
  • ミラーセラピー
  • Constraint Induced Movement Therapy (CIMT)
  • Task Specific Training

  これらの活動において、病変のある皮質脊髄路のみならず同側半球からの皮質脊髄路、網様脊髄路でも軸索リモデリングを起こすと考えられています。 これらの脳深部領域がCSTを支えていたと考えられる。

  また、別のメカニズムとして、神経表面における栄養因子の産生および栄養因子受容体の密度が増加することが提案されている。 神経リモデリングにより適した環境を作り出す

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