「遊び」がもたらす12の認知機能増強作用 (環境エンリッチメント)

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環境エンリッチメントの研究 (認知症・アルツハイマー病)

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概要

 Environmental Enrichment (EE)

https://ja.wikipedia.org/wiki/環境エンリッチメント

環境エンリッチメント(EE)とは、小屋、玩具、ランニングホイール、他の動物との関わり合いなどによって感覚的刺激、社会的刺激、運動刺激などを付加させた環境飼育のこと。

飼育動物の動物福祉の観点から生まれたコンセプトだが、医学的研究においては人間の生活環境の多様性を模倣する、または様々な環境刺激の介入効果を調べる、認知予備力との関連性を研究するいった文脈としても扱われる。

環境エンリッチメントに明確な定義はなく、環境エンリッチメントの標準化された形式も存在しないことから、矛盾した研究結果もいくつか存在する。

図1標準ハウジングケージ(左)と強化ケージ(右)

http://www.bs.s.u-tokyo.ac.jp/integr-life/english/findings/research120223.html

多くの研究が、環境エンリッチメントが認知機能を改善し、神経変性疾患動物モデルにおいて不安行動を減少させることを示している。

環境エンリッチメントで育てられたマウスの認知能力が改善すること自体は、広く知れわたっている。

https://www.researchgate.net/publication/5989798_Environmental_Enrichment_Delays_the_Onset_of_Memory_Deficits_and_Reduces_Neuropathological_Hallmarks_in_a_Mouse_Model_of_Alzheimer-Like_Neurodegeneration

環境エンリッチメントの認知能力への効果は、脳の活動による単純な認知機能の増強ではなく、神経伝達物質、神経栄養因子の増強、シナプスの可塑性、神経新生、調節因子、プロテオームへの影響にまで複雑におよぶ。

認知予備力と脳予備力

認知機能を守る予備力の概念は、認知予備力と脳予備力に分けることができる。どちらも神経変性疾患の保護の役割を協調して果たしている。

脳予備力はより受動的であり、脳の大きさ、ニューロンの数、シナプス、樹状突起の枝など、脳の構造的な個人差と大きく関連する。

認知予備力はより能動的に獲得可能で、構造というよりも機能的な役割が神経保護により重要な役割を果たしており、能動的に獲得しやすい。

Environmental Enrichment as a Positive Behavioral Intervention Across the Lifespan
In recent decades, the interest in behavioral interventions has been growing due to the higher prevalence of age-related cognitive impairments. Hence, behaviora...

環境エンリッチメント 神経学的効果

  • 構造変化(樹状分枝、シナプス形成、軸索発芽)
  • 脳活動の増強
  • 血管新生
  • 抗酸化作用
  • 神経新生
  • 血液脳関門の修復
  • 成長因子(脳由来神経栄養因子・Gap43、FGF-2)の放出
  • 成長抑制因子(アグリカン含有神経周囲網、NOGO-A)の低下
Is Environmental Enrichment Ready for Clinical Application in Human Post-stroke Rehabilitation?
Environmental enrichment (EE) has been widely used as a means to enhance brain plasticity mechanisms (e.g., increased dendritic branching, synaptogenesis, etc.)...

β2アドレナリン受容体

視床下部BDNF交感神経β-アドレナリンシグナル伝達

環境エンリッチメントで飼育されるマウスは腫瘍増殖が抑制され寛解が促進される傾向にある。しかしBDNFのノックダウンはその効果を阻害した。

Environmental and genetic activation of a brain-adipocyte BDNF/leptin axis causes cancer remission and inhibition. - PubMed - NCBI
Cell. 2010 Jul 9;142(1):52-64. doi: 10.1016/j.cell.2010.05.029. Research Support, N.I.H., Extramural

アルツハイマー病マウスモデルへの海馬可塑性に対する環境エンリッチメントの有益な効果はβ2アドレナリン受容体が関与していると考えられている。

Environmental novelty activates β2-adrenergic signaling to prevent the impairment of hippocampal LTP by Aβ oligomers. - PubMed - NCBI
Neuron. 2013 Mar 6;77(5):929-41. doi: 10.1016/j.neuron.2012.12.040. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't
SSRI・HDAC阻害剤

SSRI、HDAC阻害薬は、部分的に環境模倣薬として作用し、脳の神経保護と修復を促進する薬物としての合理性をもつ可能性がる。

海馬の神経新生

ラフアンドタンブルプレイ Rough and tumble play

ラフアンドタンブルプレイ(取っ組み合い遊び)を模倣する社会的活動は、内因性オピオイドの分泌、社会行動の調節に関与しており、海馬細胞の増殖を促進することが発見された。

Ultrasonic communication in rats: effects of morphine and naloxone on vocal and behavioral responses to playback of 50-kHz vocalizations. - PubMed - NCBI
Pharmacol Biochem Behav. 2009 Dec;94(2):285-95. doi: 10.1016/j.pbb.2009.09.008. Epub 2009 Sep 14. Comparative Study; Research Support, Non-U.S. Gov't

「rough and tumble play cognitive」の画像検索結果

https://www.brighthubeducation.com/pre-k-and-k-lesson-plans/129275-rough-and-tumble-play/

http://www.nakayama-zaidan.or.jp/report/h22/H22-B27.pdf

新生児細胞の環境エンリッチメントによる細胞増殖と生存の促進

Region-dependent and stage-specific effects of stress, environmental enrichment, and antidepressant treatment on hippocampal neurogenesis. - PubMed - NCBI
Hippocampus. 2013 Sep;23(9):797-811. doi: 10.1002/hipo.22134. Epub 2013 May 22.

幼若マウスのGFAP+幹細胞プールの増加

Environmental enrichment increases the GFAP+ stem cell pool and reverses hypoxia-induced cognitive deficits in juvenile mice. - PubMed - NCBI
J Neurosci. 2012 Jun 27;32(26):8930-9. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1398-12.2012. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't
+BDNF

海馬神経新生には環境エンリッチメント+BDNFが必要

Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is required for the enhancement of hippocampal neurogenesis following environmental enrichment. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2006 Oct;24(7):1850-6. Epub 2006 Oct 16. Comparative Study; Research Support, N.I.H., Intramural; Research Support, Non-U.S. Gov't

環境エンリッチメントと身体活動は海馬を刺激するが嗅球神経発生は刺激しない。

Enriched environment and physical activity stimulate hippocampal but not olfactory bulb neurogenesis. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2003 May;17(10):2042-6.
5倍高い海馬神経新生

環境エンリッチメントにおかれた成体マウスの神経新生は対照の5倍高い。

Neuroplasticity in old age: sustained fivefold induction of hippocampal neurogenesis by long-term environmental enrichment. - PubMed - NCBI
Ann Neurol. 2002 Aug;52(2):135-43. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.

シナプス可塑性

環境エンリッチメントで飼育されたラットでは長期増強の増加を示す。

Mechanism of altered synaptic strength due to experience: relation to long-term potentiation. - PubMed - NCBI
Brain Res. 1996 Oct 14;736(1-2):243-50. Comparative Study; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.

環境エンリッチメントは、前脳の前部および後部、視床、および視床下部、海馬を含む主要な脳領域でのシナプス可塑性の増加をもたらした。小脳においてはその変化は検出されなかった。

Environmental enrichment results in cortical and subcortical changes in levels of synaptophysin and PSD-95 proteins. - PubMed - NCBI
Neurobiol Learn Mem. 2004 May;81(3):200-10. Comparative Study; Research Support, Non-U.S. Gov't

環境エンリッチメント + 亜鉛による皮質可塑性の相乗効果

http://www.jneurosci.org/content/28/51/13995
Synapse formation in adult barrel cortex following naturalistic environmental enrichment. - PubMed - NCBI
Neuroscience. 2011 Dec 29;199:143-52. doi: 10.1016/j.neuroscience.2011.10.040. Epub 2011 Oct 30. Research Support, Non-U.S. Gov't

短時間の環境エンリッチメント曝露であっても、海馬シナプスの可塑性を増強する。

Brief environmental enrichment elicits metaplasticity of hippocampal synaptic potentiation in vivo
Long-term environmental enrichment (EE) elicits enduring effects on the adult brain, including altered synaptic plasticity. Synaptic plasticity may underlie mem...

樹状突起棘の構造動力学は環境濃縮によって影響を受ける

Structural dynamics of dendritic spines are influenced by an environmental enrichment: an in vivo imaging study. - PubMed - NCBI
Cereb Cortex. 2014 Feb;24(2):377-84. doi: 10.1093/cercor/bhs317. Epub 2012 Oct 18. Research Support, Non-U.S. Gov't

HPA軸

思春期、周辺気の環境エンリッチメントは、出生後に母親から分離したマウスのHPA軸とストレスに対する行動反応の増加の影響を完全に覆わす。

Environmental enrichment reverses the effects of maternal separation on stress reactivity. - PubMed - NCBI
J Neurosci. 2002 Sep 15;22(18):7840-3. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
Environmental enrichment during adolescence reverses the effects of prenatal stress on play behaviour and HPA axis reactivity in rats. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2003 Dec;18(12):3367-74. Research Support, Non-U.S. Gov't

短期間の環境エンリッチメントは雄ラットをテストステロン濃度を上昇させ、魅力的にし、視床下部ニューロンを変化させる。

Short-term enrichment makes male rats more attractive, more defensive and alters hypothalamic neurons. - PubMed - NCBI
PLoS One. 2012;7(5):e36092. doi: 10.1371/journal.pone.0036092. Epub 2012 May 2. Research Support, N.I.H., Extramural

免疫システム

自発的なホイールランニングは、新しい皮質ミクログリアの数の局所的な増加をもたらした。

Regional effects of wheel running and environmental enrichment on cell genesis and microglia proliferation in the adult murine neocortex. - PubMed - NCBI
Cereb Cortex. 2003 Aug;13(8):845-51. Research Support, Non-U.S. Gov't

環境エンリッチメントはマウスの不安を軽減し、ストレス反応を軽減し、ナチュラルキラー細胞の活性を高めた。

Environmental enrichment in mice decreases anxiety, attenuates stress responses and enhances natural killer cell activity. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2004 Sep;20(5):1341-7. Comparative Study; Research Support, Non-U.S. Gov't

環境エンリッチメントは免疫不全マウスの損なわれていた海馬を増強することはできなかったが、T細胞によって回復、免疫機能が高まった。

Immune cells contribute to the maintenance of neurogenesis and spatial learning abilities in adulthood. - PubMed - NCBI
Nat Neurosci. 2006 Feb;9(2):268-75. Epub 2006 Jan 15. Research Support, Non-U.S. Gov't

集団雄マウスの環境エンリッチメントは脆弱なストレス環境へ対抗するために海馬のCRH、サイトカインの変動を増強した。

Environmental enrichment influences brain cytokine variations elicited by social defeat in mice. - PubMed - NCBI
Psychoneuroendocrinology. 2013 Jul;38(7):987-96. doi: 10.1016/j.psyneuen.2012.10.003. Epub 2012 Nov 21. Research Support, Non-U.S. Gov't

環境エンリッチメントの臨床効果

環境エンリッチメント ヒトへの翻訳

ヒトにおける環境エンリッチメントの明確な定義は存在しないが、脳卒中治療の文脈において理想的には典型的なリハビリとは異なり、社会参加、運動、感覚的、認知的刺激、一次障害の治療を克服するための課題とその環境の変化を含む。

一例
  • ネットが可能なパソコンエリア(食堂)
  • 読書、読み物(本、新聞)
  • ゲーム(ニンテンドーWiiのゲーム、レクリエーション活動(ビンゴ)など)
  • 食事ができる共有エリア
  • 音楽、オーディオブック、本、ワードパズル、ナンバーパズル、ボードゲームなど、参加者が選択した活動を含む。

家族に、参加者が脳卒中前に楽しんだ趣味や活動を持ち込むよう奨励

参加者のベッドサイドのそばに環境エンリッチメントツールを用意。

患者主体の活動を促進するために、グループか個人のどちらかの形態の環境エンリッチメントを利用することを奨励するが、強制はしない。

An enriched environment increases activity in stroke patients undergoing rehabilitation in a mixed rehabilitation unit: a pilot non-randomized cont... - PubMed - NCBI
Disabil Rehabil. 2014;36(3):255-62. doi: 10.3109/09638288.2013.788218. Epub 2013 Apr 29. Controlled Clinical Trial; Observational Study; Research Support, Non-...

認知機能の改善

無作為化比較試験 被験者平均年齢62.5歳 脳卒中53人 残りで神経学的状態。

対照と比較して、介入群は、退院時に有意な改善を示した。

介入群では、うつ病、ストレス、セルフケア、モビリティーに対して、中程度の効果の大きさで二次転帰に有意な差が維持され、脳卒中の参加者では認知機能と活動が最も改善した。

An enriched environmental programme during inpatient neuro-rehabilitation: A randomized controlled trial. - PubMed - NCBI
J Rehabil Med. 2016 Apr 28;48(5):417-25. doi: 10.2340/16501977-2081. Randomized Controlled Trial
パターン分離
New neurons in the dentate gyrus are involved in the expression of enhanced long-term memory following environmental enrichment. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2005 Jan;21(2):513-21. Comparative Study; Research Support, Non-U.S. Gov't
A functional role for adult hippocampal neurogenesis in spatial pattern separation. - PubMed - NCBI
Science. 2009 Jul 10;325(5937):210-3. doi: 10.1126/science.1173215. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't
Increasing adult hippocampal neurogenesis is sufficient to improve pattern separation. - PubMed - NCBI
Nature. 2011 Apr 28;472(7344):466-70. doi: 10.1038/nature09817. Epub 2011 Apr 3. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't

活動量の増加

急性脳卒中患者の環境エンリッチメント(食事、社交としての共有エリア、刺激的な資源、毎日のグループ活動)介入。

EEグループは、通常のケアグループと比較して、活動に従事する割合が有意に高く、身体的、社会的、認知領域でより活発的であった。

Embedding an enriched environment in an acute stroke unit increases activity in people with stroke: a controlled before-after pilot study. - PubMed - NCBI
Clin Rehabil. 2017 Nov;31(11):1516-1528. doi: 10.1177/0269215517705181. Epub 2017 May 1.

混合リハビリテーション病棟での環境エンリッチメントにおける脳卒中患者は、環境エンリッチメントにはない患者と比較して、自発的な活動の選択が1.2倍、認知活動の選択が1.7倍、社会活動への従事が1.2倍、非活動的である可能性が0.7倍、眠っている可能性が0.5倍であった。

An enriched environment increases activity in stroke patients undergoing rehabilitation in a mixed rehabilitation unit: a pilot non-randomized cont... - PubMed - NCBI
Disabil Rehabil. 2014;36(3):255-62. doi: 10.3109/09638288.2013.788218. Epub 2013 Apr 29. Controlled Clinical Trial; Observational Study; Research Support, Non-...

有害事象の低下

環境エンリッチメントが強化されたグループは有意に少ない有害事象(例えば転倒)を経験した。 重篤な有害事象(例えば死亡など)には差は見られなかった。増加した活動レベルは、環境エンリッチメントの実施6ヶ月後も維持された。

The effect of an enriched environment on activity levels in people with stroke in an acute stroke unit: protocol for a before-after pilot study. - PubMed - NCBI
Pilot Feasibility Stud. 2016 Aug 2;2:36. eCollection 2016.

アルツハイマー病

記憶能力

アルツハイマー病マウスでは、長期(4ヶ月以上)にわたる環境エンリッチメントによって記憶能力が改善されることが報告された。

Enrichment improves cognition in AD mice by amyloid-related and unrelated mechanisms. - PubMed - NCBI
Neurobiol Aging. 2007 Jun;28(6):831-44. Epub 2006 May 26. Comparative Study; Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't
http://www.jneurosci.org/content/25/21/5217

高い神経新生

環境エンリッチメントの中で10~20ヶ月間育てられたマウスの海馬では、そうではない環境で育ったマウスの5倍高い神経新生が観察された。

Neuroplasticity in old age: sustained fivefold induction of hippocampal neurogenesis by long-term environmental enrichment. - PubMed - NCBI
Ann Neurol. 2002 Aug;52(2):135-43. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.

神経可塑性の増加

環境エンリッチメントは、アルツハイマー病病理を有するマウスの神経細胞可塑性の減少を改善した。

Environmental enrichment enhances cellular plasticity in transgenic mice with Alzheimer-like pathology. - PubMed - NCBI
Exp Neurol. 2009 Mar;216(1):184-92. doi: 10.1016/j.expneurol.2008.11.027. Epub 2008 Dec 11. Research Support, Non-U.S. Gov't

アミロイドβの減少

環境エンリッチメントの比較研究 乏しい環境、社会的活動、身体的活動+認知活動、環境エンリッチメントの4つ居住条件

環境エンリッチメント(EE)によって認知活性されたAPPトランスジェニックマウスのみが、脳アミロイドβの沈着を減少させ、海馬のシナプス機能を改善しアルツハイマー病への保護効果を示した。

写真、イラストなどを保持する外部ファイル。オブジェクト名はnihms30857f1.jpg

Enhanced cognitive activity--over and above social or physical activity--is required to protect Alzheimer's mice against cognitive impairment, redu... - PubMed - NCBI
Neurobiol Learn Mem. 2007 Oct;88(3):277-94. Epub 2007 Aug 21. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't

ネプリライシンの増加

アルツハイマー病マウスの環境エンリッチメント曝露は、ネプリライシンを増加させアミロイドβの低下、アミロイド負荷の軽減、酸化ストレス、炎症、空間認識の改善をもたらした。

さらに、アミロイドーシスの全体的な減少およびそれに伴う脳内の病理学的変化により、記憶障害が約50%減少した。

Neprilysin: an enzyme candidate to slow the progression of Alzheimer's disease. - PubMed - NCBI
Am J Pathol. 2008 May;172(5):1342-54. doi: 10.2353/ajpath.2008.070620. Epub 2008 Apr 10. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, U.S. Gov't, No...

認知予備力

環境エンリッチメントで飼育されたラットは、前脳基底核障害によって引き起こされる認知の障害が軽減された。

Environmental enrichment mitigates the effects of basal forebrain lesions on cognitive flexibility. - PubMed - NCBI
Neuroscience. 2008 Jun 23;154(2):444-53. doi: 10.1016/j.neuroscience.2008.03.069. Epub 2008 Apr 7. Research Support, Non-U.S. Gov't

環境エンリッチメントで飼育されたラットは、嚢胞性病変によって誘発された神経変性において空間学習能力の向上を示した。

Exposure to enriched environment improves spatial learning performances and enhances cell density but not choline acetyltransferase activity in the... - PubMed - NCBI
Behav Neurosci. 2007 Jun;121(3):491-500. Research Support, Non-U.S. Gov't

初期EEに対する長期的効果

初期の一過性の環境エンリッチメントへの曝露であっても、アルツハイマー病に対する保護効果が観察された。

Transient enriched housing before amyloidosis onset sustains cognitive improvement in Tg2576 mice. - PubMed - NCBI
Neurobiol Aging. 2013 Jan;34(1):211-25. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2012.05.013. Epub 2012 Jun 21. Research Support, Non-U.S. Gov't

過剰なEEはアルツハイマー病を悪化させる?

ADマウス(APP/PS1マウス)を生後6ヶ月まで刺激の少ない標準的な環境で飼育し、その後同一条件(SH)、12ヶ月まで環境エンリッチメント(EE)、強化環境エンリッチメント(EE+)の住宅環境の3つの条件で飼育した。

12ヶ月後、SHとEEに有意な差は観察されなかったが、EE+ではSHよりも有意に高い海馬アミロイドβプラークの負荷が見出された。

家族性ADマウスのシナプス損傷は、初期のHPA軸の調節不全をもたらし得る。

HPA軸の調節不全はストレス応答を増加させ、グルココルチコイドのフィードバックシステムが失われる可能性がある。海馬へのグルココルチコイドレベルの増加はアミロイドβの増加につながる。

アミロイドβの蓄積はHPA軸感受性の増加とも関連しており、強化された環境エンリッチメント刺激によって、アミロイドβの増加とストレス応答の有害なカスケードの増大につながる可能性がある。

Environmental novelty exacerbates stress hormones and Aβ pathology in an Alzheimer’s model
Cognitive stimulation has been proposed as a non-pharmacological intervention to be used in primary, secondary and tertiary prevention approaches for Alzheimer’...

その他の疾患

パーキンソン病

パーキンソン病における環境エンリッチメントと相互作用する遺伝子の証拠

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環境エンリッチメントはパーキンソン病マウスモデルへの有益な効果を示した。

Social enrichment attenuates nigrostriatal lesioning and reverses motor impairment in a progressive 1-methyl-2-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (M... - PubMed - NCBI
Neurobiol Dis. 2012 Mar;45(3):1051-67. doi: 10.1016/j.nbd.2011.12.024. Epub 2011 Dec 14. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, Non-P....

3週間の環境エンリッチメントはパーキンソン病老齢マウスの損傷した黒質緻密部ニューロンにおいて50%の回復およびいくらかの自発運動回復させた。

Enriched environment promotes similar neuronal and behavioral recovery in a young and aged mouse model of Parkinson's disease. - PubMed - NCBI
Neuroscience. 2011 Jan 13;172:443-52. doi: 10.1016/j.neuroscience.2010.09.062. Epub 2010 Oct 8. Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.

ハンチントン病

環境エンリッチメント+運動はハンチントン病マウスの空間学習を増強し、異常な運動行動を減少させ記憶障害を有意に改善した。

Gene-environment interactions modulating cognitive function and molecular correlates of synaptic plasticity in Huntington's disease transgenic mice. - PubMed - NCBI
Neurobiol Dis. 2008 Mar;29(3):490-504. doi: 10.1016/j.nbd.2007.11.006. Epub 2007 Nov 24. Comparative Study; Research Support, Non-U.S. Gov't
Altered serotonin receptor expression is associated with depression-related behavior in the R6/1 transgenic mouse model of Huntington's disease. - PubMed - NCBI
Hum Mol Genet. 2009 Feb 15;18(4):753-66. doi: 10.1093/hmg/ddn385. Epub 2008 Nov 13. Research Support, Non-U.S. Gov't

その他

うつ病
Altered serotonin receptor expression is associated with depression-related behavior in the R6/1 transgenic mouse model of Huntington's disease. - PubMed - NCBI
Hum Mol Genet. 2009 Feb 15;18(4):753-66. doi: 10.1093/hmg/ddn385. Epub 2008 Nov 13. Research Support, Non-U.S. Gov't
A detailed analysis of open-field habituation and behavioral and neurochemical antidepressant-like effects in postweaning enriched rats. - PubMed - NCBI
Behav Brain Res. 2009 Jan 30;197(1):125-37. doi: 10.1016/j.bbr.2008.08.014. Epub 2008 Aug 22. Comparative Study; Research Support, Non-U.S. Gov't
Effects of environmental manipulations in genetically targeted animal models of affective disorders. - PubMed - NCBI
Neurobiol Dis. 2013 Sep;57:12-27. doi: 10.1016/j.nbd.2012.04.003. Epub 2012 Apr 16. Review
多発性硬化症
Enriched environment promotes adult neural progenitor cell mobilization in mouse demyelination models. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2007 Feb;25(3):761-71. Epub 2007 Feb 12.
脳卒中
Environment influences functional outcome of cerebral infarction in rats. - PubMed - NCBI
Stroke. 1995 Apr;26(4):644-9. Research Support, Non-U.S. Gov't
Enriched environment increases neural stem/progenitor cell proliferation and neurogenesis in the subventricular zone of stroke-lesioned adult rats. - PubMed - NCBI
Stroke. 2005 Jun;36(6):1278-82. Epub 2005 May 5. Research Support, Non-U.S. Gov't
てんかん
Environmental enrichment inhibits spontaneous apoptosis, prevents seizures and is neuroprotective. - PubMed - NCBI
Nat Med. 1999 Apr;5(4):448-53. Research Support, Non-U.S. Gov't
Delayed kindling epileptogenesis and increased neurogenesis in adult rats housed in an enriched environment. - PubMed - NCBI
Brain Res. 2002 Nov 8;954(2):277-85. Research Support, Non-U.S. Gov't
Memory impairment following status epilepticus in immature rats: time-course and environmental effects. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2002 Aug;16(3):501-13. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
統合失調症
Phospholipase C-beta1 knockout mice exhibit endophenotypes modeling schizophrenia which are rescued by environmental enrichment and clozapine admin... - PubMed - NCBI
Mol Psychiatry. 2008 Jul;13(7):661-72. Epub 2007 Jul 31. Research Support, Non-U.S. Gov't
自閉症スペクトラム障害
Enriched environment promotes behavioral and morphological recovery in a mouse model for the fragile X syndrome. - PubMed - NCBI
Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Aug 9;102(32):11557-62. Epub 2005 Aug 2. Comparative Study; Research Support, N.I.H., Extramural
Environmental enrichment ameliorates a motor coordination deficit in a mouse model of Rett syndrome--Mecp2 gene dosage effects and BDNF expression. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2008 Jun;27(12):3342-50. doi: 10.1111/j.1460-9568.2008.06305.x. Epub 2008 Jun 14. Research Support, Non-U.S. Gov't
Effects of environmental enrichment on repetitive behaviors in the BTBR T+tf/J mouse model of autism. - PubMed - NCBI
Autism Res. 2013 Oct;6(5):337-43. doi: 10.1002/aur.1298. Epub 2013 Jun 28. Comparative Study; Research Support, N.I.H., Extramural
神経発達障害・ダウン症
Differential effects of environmental enrichment on behavior and learning of male and female Ts65Dn mice, a model for Down syndrome. - PubMed - NCBI
Behav Brain Res. 2002 Aug 21;134(1-2):185-200. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
ALS

一般的に動物モデルにおける環境エンリッチメントの効果は有益であると考えられているが、雄のALSマウスでは症状を悪化させることが観察された。

Sex-specific behavioural effects of environmental enrichment in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. - PubMed - NCBI
Eur J Neurosci. 2008 Aug;28(4):717-23. doi: 10.1111/j.1460-9568.2008.06374.x. Research Support, Non-U.S. Gov't
弱視

環境エンリッチメントの特性

タイミング

早期環境エンリッチメントの効果

リハビリの効果は時間と共に低下する。局所虚血後のより早い(5日目)の強化リハビリ(環境エンリッチメント)は、脳卒中患者の神経学的な改善の促進を示す。

Efficacy of rehabilitative experience declines with time after focal ischemic brain injury. - PubMed - NCBI
J Neurosci. 2004 Feb 4;24(5):1245-54. Research Support, Non-U.S. Gov't
Enriched rehabilitative training promotes improved forelimb motor function and enhanced dendritic growth after focal ischemic injury. - PubMed - NCBI
J Neurosci. 2001 Jul 15;21(14):5272-80. Research Support, Non-U.S. Gov't
早すぎても駄目?

局所脳虚血直後の早期運動はラットの脳損傷を悪化させる可能性がある。おそらくグルタミン酸放出の増加と梗塞周囲皮質の過剰興奮に関連している。

Early training may exacerbate brain damage after focal brain ischemia in the rat. - PubMed - NCBI
J Cereb Blood Flow Metab. 1999 Sep;19(9):997-1003. Research Support, Non-U.S. Gov't

脳卒中後三日後の集中的な環境エンリッチメントは、機能的回復を示すが脳損傷の増加を伴った。

Environmental enrichment enhances recovery of function but exacerbates ischemic cell death. - PubMed - NCBI
Neuroscience. 2001;107(4):585-92. Research Support, Non-U.S. Gov't

環境エンリッチメントが単純な神経保護効果ではないことを示している。

環境エンリッチメントの用量依存効果

ハンチントン病マウスのより刺激野高いスーパー環境エンリッチメント(SuperE)は、外での探索の減少を改善、握力の低下を改善、通常の環境エンリッチメントマウス(EEマウス)と比較して脳重量を増加させ、線条体ドーパミンD1受容体アゴニスト誘発性のc-fos発現(不安関連の行動をとると上昇するたんぱく質)を減少させた。

SuperE群の体重、ロータロッドパフォーマンス、骨材形成および線条体体積はEE群と比較して差はなかった。

'Super-Enrichment' Reveals Dose-Dependent Therapeutic Effects of Environmental Stimulation in a Transgenic Mouse Model of Huntington's Disease. - PubMed - NCBI
J Huntingtons Dis. 2014;3(3):299-309. doi: 10.3233/JHD-140118. Research Support, Non-U.S. Gov't

環境エンリッチメントの性差

環境エンリッチメントは、女性でより大きな利益があるかもしれない。in vivo

Early enriched housing results in partial recovery of memory deficits in female, but not in male, rats after neonatal hypoxia-ischemia. - PubMed - NCBI
Brain Res. 2008 Jul 7;1218:257-66. doi: 10.1016/j.brainres.2008.04.010. Epub 2008 Apr 16. Research Support, Non-U.S. Gov't
A cognitive rehabilitation paradigm effective in male rats lacks efficacy in female rats. - PubMed - NCBI
J Cereb Blood Flow Metab. 2014 Oct;34(10):1673-80. doi: 10.1038/jcbfm.2014.132. Epub 2014 Jul 23. Research Support, Non-U.S. Gov't
Housing environment and sex affect behavioral recovery from ischemic brain damage. - PubMed - NCBI
Behav Brain Res. 2010 Dec 6;214(1):48-54. doi: 10.1016/j.bbr.2010.04.039. Epub 2010 Apr 29. Research Support, Non-U.S. Gov't

男女(オスメス)で同量の環境エンリッチメントの空間記憶と神経系への効果

A cognitive rehabilitation paradigm effective in male rats lacks efficacy in female rats. - PubMed - NCBI
J Cereb Blood Flow Metab. 2014 Oct;34(10):1673-80. doi: 10.1038/jcbfm.2014.132. Epub 2014 Jul 23. Research Support, Non-U.S. Gov't
Enriched rehabilitation promotes motor recovery in rats exposed to neonatal hypoxia-ischemia. - PubMed - NCBI
Behav Brain Res. 2016 May 1;304:42-50. doi: 10.1016/j.bbr.2016.02.010. Epub 2016 Feb 10. Research Support, Non-U.S. Gov't

相乗効果

環境模倣薬

環境エンリッチメントは、その他の薬物療法、細胞療法などのアプローチと相乗的に作用する可能性。

Environmental enrichment and brain repair: harnessing the therapeutic effects of cognitive stimulation and physical activity to enhance experience-... - PubMed - NCBI
Neuropathol Appl Neurobiol. 2014 Feb;40(1):13-25. doi: 10.1111/nan.12102. Research Support, Non-U.S. Gov't; Review
ランニング + 環境エンリッチメント

ランニングは環境エンリッチメントはそれぞれが、成体マウスの海馬歯状回の神経新生とニューロン増殖を増加させる。両方の適用は神経形成に相乗効果を生じさせる。

Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus. - PubMed - NCBI
Nat Neurosci. 1999 Mar;2(3):266-70. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
Environmental enrichment and voluntary exercise massively increase neurogenesis in the adult hippocampus via dissociable pathways. - PubMed - NCBI
Hippocampus. 2006;16(3):250-60. Research Support, Non-U.S. Gov't; Review
Is Environmental Enrichment Ready for Clinical Application in Human Post-stroke Rehabilitation?
Environmental enrichment (EE) has been widely used as a means to enhance brain plasticity mechanisms (e.g., increased dendritic branching, synaptogenesis, etc.)...
リハビリ + 環境エンリッチメント

環境エンリッチメントだけでは、参加者の活動参加の動機づけが働かずそれほど効果的に作用しない。しかし通常のリハビリに環境エンリッチメントを追加することで回復レベルを劇的に改善する。

Synergistic Effects of Enriched Environment and Task-Specific Reach Training on Poststroke Recovery of Motor Function. - PubMed - NCBI
Stroke. 2018 Jun;49(6):1496-1503. doi: 10.1161/STROKEAHA.118.020814. Epub 2018 May 11. Research Support, Non-U.S. Gov't
社会的EE + 運動EE

社会的環境エンリッチメントはそれ単独では脳の可塑性にわずかにしか影響を及ぼさない。運動環境エンリッチメントは海馬歯状回において神経形成を促進したが、社会的障害(自閉症的症状)が示された。社会的環境エンリッチメントを加えることで運動環境エンリッチメントによる社会的障害を妨げることができる。

Differential effects of social and physical environmental enrichment on brain plasticity, cognition, and ultrasonic communication in rats
Social and physical environmental enrichment (EE) have differential effects on brain plasticity, cognition, and ultrasonic communication in rats. Preclinical st...
運動 + 環境エンリッチメント

環境エンリッチメント、嫌気性運動、社会的エンリッチメントの3つの神経保護的介入。

アミロイドβマウスの記憶障害の軽減には環境エンリッチメントと運動が、社会的強化よりも優れていた。

Environmental enrichment and exercise are better than social enrichment to reduce memory deficits in amyloid beta neurotoxicity. - PubMed - NCBI
Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Mar 6;115(10):E2403-E2409. doi: 10.1073/pnas.1718435115. Epub 2018 Feb 20. Research Support, Non-U.S. Gov't
孤立による運動への負の影響

社会的孤立はランニングによるラットの神経新生に与えるポジティブな影響を遅らせる。

Social isolation delays the positive effects of running on adult neurogenesis. - PubMed - NCBI
Nat Neurosci. 2006 Apr;9(4):526-33. Epub 2006 Mar 12. Research Support, N.I.H., Extramural
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