Analysis of neural network regarding oral function
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20H03887
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
古郷 幹彦 大阪大学, 大学院歯学研究科, 名誉教授 (20205371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 晋 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (00367541)
山西 整 大阪大学, 大学院歯学研究科, 招へい教員 (20397780)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | 咀嚼 / 嚥下 / 口腔 / 頭頚部 / 感覚 / 運動 / 制御 / 口 / 神経 / 機能 / 三叉神経 |
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| Outline of Research at the Start |
味覚、嗅覚として入力された求心性シグナルが、視床下部外側野でのOrexinおよびNeuropeptide Yの産生、さらに縫線核におけるSerotoninおよびSubstance Pの産生という形で統合され、口腔機能の出力を制御する。有病者、高齢者の摂食・嚥下障害の病態を明らかにするために、口腔機能相互の協調メカニズムを明らかにする必要がある。今回の研究では、咀嚼、嚥下に呼吸を加えた口腔機能出力の協調に焦点を当て、口腔機能制御ネットワークが、感覚入力から始まる包括的な神経回路の中で、口腔機能の出力統合に対してどのような役割を担うか、その脳内メカニズムを多角的なアプローチによって解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
SLN電気刺激活動による活動は横隔膜神経の周期性呼吸活動を止め口腔から食道への筋活動シークエンスを惹起し染色液（ポンタミンスカイブルー）を口腔内に注入すると食道が染色され嚥下活動がおこっていることを確認した。この活動はGABAAレセプターを介していることも明らかにした。つまり培養脳幹脊髄ブロックに対する人工脳脊髄還流液ないへのBIC投与（GABAAレセプターブロック）では上部食道筋の活動時間が延長した一方STR投与は顎舌骨筋に対する中咽頭筋および上部食道筋の活動開始タイミングが短縮する。Glycin受容体が嚥下活動開始タイミングにかかわりGABAA受容体は上部食道筋の活動時間制御にかかわっていることが明らかとなった。
嚥下活動の口腔相、咽頭相、食道相、各相への後方移動はそのタイミング形成にGlycin受容体が関与し上部食道相の活動時間形成にGABAA受容体が関与する結論を得た。また嚥下活動発現自体GABAA受容体が抑制的にGlycin受容体が促進的に働くことも示すことができた。またスライスの研究（パッチクランプ）から三叉神経中脳路核がさらに三叉神経の活動を制御し三叉神経系の咀嚼リズム形成により深く関与していることが明らかとなった。
今回の研究での咀嚼嚥下解析系に用いている脳幹脊髄ブラックやWBPプレパレーションは動物の状態に関係なくチャンバーの中で機械の回路のように神経回路を解析できることが明確にできた。このことは今後の研究の手法として重要な位置づけとなると思われる。
また本研究途中でALSという疾患に巡り合った。ALSは進行性の中枢神経障害から運動性コントロールを失う重篤な疾患である。本疾患の咀嚼嚥下コントロール以上の研究が非常に少ないこともわかった。このALSのメカニズムを本系を用いて解析することは人の咀嚼・嚥下神経回路を解析するのに重要な結果が得られることが考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍で流通遅れや研究時間が限られたこともあったが、研究室の仲間と助け合い事実上予定通りまで回復しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
正当な咀嚼経路・嚥下経路を解析するうえでその異常な状態が起こった時の変化は重要となることが考えられた。ALSという重篤な運動系障害は咀嚼・嚥下に異常を起こす。そこでALSが本研究でターゲットとなる神経回路に以下に影響を起こすかを示すことにより逆に咀嚼・嚥下の正常な回路の状態を示すことができると考えた。ALSマウスを用いることにより、生直後正常であった嚥下咀嚼系がALSを発症することで咀嚼嚥下回路がどう変わるかを検討し、咀嚼嚥下神経回路を明らかにする。ALSの頭頚部異常、メカニズムの研究も少なくこれによる成果は疾患の治療にもつながるという副産物も生まれる。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
