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脳電気刺激の新たな挑戦:微小電流による記憶ニューロモデュレーション法の開発

Research Project

Project/Area Number 19K17004
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52020:Neurology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

武山 博文  京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (10808489)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords記憶 / 海馬 / 順序記憶課題 / 海馬傍回 / ニューロモデュレーション / 嗅内野 / 電気刺激
Outline of Research at the Start

頭蓋内深部電極を用いたマウス嗅内野皮質への微小電流・高頻度の刺激では、記憶機能の促進が、側頭葉てんかん患者においては記銘力の改善が報告されたが、記憶機能促進の機序や、至適刺激条件を模索中の段階である。本研究は、げっ歯類動物・ヒトを対象として、動物実験と臨床研究を交えながら両者を比較して進めることで、記憶機能促進を目的とした海馬・海馬傍回を中心とする記憶系への直接の微小電気刺激の安全性や作動原理とそれに基づく至適条件を包括的に明らかにする。これらの解明によって、将来、難治性てんかん、アルツハイマー病、脳炎後遺症、頭部外傷などの脳機能障害に基づく疾患治療への応用が期待される。

Outline of Annual Research Achievements

2023年度では、ヒトを対象とした研究では、2019年度にニューロモデュレーション刺激の効果を評価するための順序記憶課題を開発し、てんかん外科症例2例において、課題遂行中の海馬の脳波活動を頭蓋内電極から実際に記録し、解析を進めている。今後、さらに症例を増やし、記憶システム固有の脳律動バイオマーカーを探索予定である。
一方、高齢発症側頭葉てんかん患者を対象とした研究で、扁桃体海馬移行部の腫大を伴う症例では記憶機能に障害がみられることを見出した(論文投稿中)。このような海馬機能異常による記憶障害をきたす疾患群に対して、今後の記憶ニューロモデュレーションへの応用が期待できる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

刺激の安全性確認のための動物実験に関しては、実験系の確立が立ち遅れている。動物実験に習熟した人材確保の問題、新型コロナウイルス感染拡大に伴う大学での実験の停止の影響などが考えられる。
また、ヒト研究の対象である、頭蓋内電極留置によるてんかん外科の術前評価の症例数が当施設で減少しており、症例数が集まりにくい状況がある。また、当
施設で使用していた頭蓋内電極(Stereo-EEG用の深部電極)に仕様上の不具合がみつかり、リコール対象となったため、stereo-EEGのための深部電極留置術その
ものが現在ストップとなっていたが2023年6月から再開した。

Strategy for Future Research Activity

動物実験の進行については、新型コロナウイルス感染の終息とともに、実験系の構築を進めたい。
ヒトを対象とした研究については、stereo-EEGの電極留置を2023年6月から再開し、今後症例の蓄積が期待されるため、記憶システム固有の脳律動バイオマーカーの探索を進めていく。

Report

(5 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Secondary motor areas for response inhibition: an epicortical recording and stimulation study2022

    • Author(s)
      Hirofumi Takeyama, Riki Matsumoto, Kiyohide Usami, Takuro Nakae, Akihiro Shimotake, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
    • Journal Title

      Brain Commun

      Volume: 4 Issue: 4

    • DOI

      10.1093/braincomms/fcac204

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Active direct current (DC) shifts and “Red slow”: two new concepts for seizure mechanisms and identification of the epileptogenic zone2020

    • Author(s)
      Akio Ikeda, Hirofumi Takeyama, Christophe Bernard, Mitsuyoshi Nakatani, Akihiro Shimotake, Masako Daifu, Masao Matsuhashi, Takayuki Kikuchi, Takeharu Kunieda, Riki Matsumoto, Tamaki Kobayashi, Kazuaki Sato
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: - Pages: 95-101

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.01.014

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Human entorhinal cortex electrical stimulation evoked short-latency potentials in the broad neocortical regions: Evidence from cortico-cortical evoked potential recordings2019

    • Author(s)
      Hirofumi Takeyama, Riki Matsumoto, Kiyohide Usami, Takuro Nakae, Katsuya Kobayashi, Akihiro Shimotake, Takayuki Kikuchi, Kazumichi Yoshida, Takeharu Kunieda, Susumu Miyamoto, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
    • Journal Title

      Brain and Behavior

      Volume: 9 Issue: 9

    • DOI

      10.1002/brb3.1366

    • NAID

      120006733133

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Clinical and laboratory Features of Elderly-Onset Temporal Lobe Epilepsy:comprehensive data analysis.2020

    • Author(s)
      3.Takeyama H, Matsumoto R, Tojima M, Honda M, Shima A, Sakamoto M, Hayashi K, Usami K, Takahashi R, Ikeda A.
    • Organizer
      第61回日本神経学会学術大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 再認記憶課題遂行中の海馬・海馬傍回脳波活動解析による記憶優位半球定量的同定の試み:定位的深部電極を挿入した3症例での検討2019

    • Author(s)
      光野優人、武山博文、松本理器、尾谷真弓、 梶川駿介、大井和起、松橋眞生、山尾幸広、 菊池隆幸、吉田和道、高橋良輔、池田昭夫、宮本享
    • Organizer
      第78回日本脳神経外科学会総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-12-25  

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