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
Project/Area Number |
19K17004
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
武山 博文 京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (10808489)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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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)
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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。
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Outline of Annual Research Achievements |
2022年度では、2020/2021年度と同様、世界的な新型コロナウイルスの感染拡大(パンデミック)の終息の見通しが立たないなか、動物実験の進行が停止している。 一方で、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1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、順序記憶課題の最中に、海馬において特徴的な脳波活動を見出した。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、2022年度に、記憶とは異なるが運動抑制機能に関して二次運動野(中前頭回後部、前補足運動野)に皮質電気刺激を行い、運動抑制機能を変調させる研究を行い、論文発表した:Takeyama H, Matsumoto R, Usami K, Nakae T, Shimotake A, Kikuchi T, Yoshida K, Kunieda T, Miyamoto S, Takahashi R, Ikeda A. Secondary motor areas for response inhibition: an epicortical recording and stimulation study. Brain Communications, Volume 4, Issue 4, 2022, fcac204. 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。
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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月から再開できる見込みである。
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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が待たれる状況である。 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月から再開予定であり、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。
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Report
(4 results)
Research Products
(5 results)
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[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
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Journal Title
Brain Commun
Volume: 4
Issue: 4
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[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
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Journal Title
Neuroscience Research
Volume: -
Pages: 95-101
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[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
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Journal Title
Brain and Behavior
Volume: 9
Issue: 9
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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