視神経刺激型人工視覚開発

• Project/Area Number: 14770955
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Ophthalmology
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 細畠 淳 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (20324759)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 視神経 / 電気刺激 / phosphene / 人工視覚 / 視神経刺激電極 / 大脳視覚中枢 / 視覚誘発電位 / ポジトロン断層撮影

Research Abstract

本研究の目的は、視神経刺激型人工視覚の刺激電極の開発及び視神経への装着方法の開発を行いそれを用いて視神経に有効な刺激電流について研究することであった。実験計画時には視神経刺激型電極の研究には、ネコ・ラットに対する侵襲的な実験が必要と考えられたが、ネコ、ラットへの視覚刺激による視神経電位の抽出・記録は、既に他の研究により行われていたが、有効な解析結果を提示できておらず、また、森本・松下らの研究によりヒトに対する経角膜電気刺激による視神経刺激が比較的安全に行える状態となったため、人工視覚への応用に関しては、ヒトでの自覚的視覚受容パターンの解析が重要とると考えられ、研究目的のシフトをおこなった。光以外の刺激(圧力、電気など)で光覚を知覚するphospheneという現象はよく知られているが、これを角膜刺激電極による電気刺激により行う場合の脳神経の賦活領域解析をポジトロン断層撮影により行い、通常の光覚刺激と同様な反応が起こっているか確認した。サイクロトロンでラベルされた15Oを含んだH2Oを静脈注射し、頭部より発せられるガンマ線を解析し、電気刺激によるphosphene知覚のある状態と電気刺激のない状態の脳血流を差分解析した。phospheneありとなしをそれぞれ5回ずつランダムな順序で4人の健常被検者について脳血流を測定した。後頭葉視覚野(V5領域)での軽度の血流増加が確認でき、従来の視覚刺激による脳の賦活部位と一致した。電気刺激のパターンや強度を変化させると、phospheneを感じる視野が自覚的に変化することが確認されたが、今後も部位特異的で解像度の高いphospheneを発生させるための電気刺激パターンを検討する必要がある。