Invention study for preventing dementia: enriched odor exposure enhance newborn neurons in hippocampus?

• Project/Area Number: 20K03482
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 10040:Experimental psychology-related
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 政岡 ゆり 昭和大学, 医学部, 准教授 (70398692)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大滝 博和 東京薬科大学, 薬学部, 教授 (20349062) ; 吉川 輝 昭和大学, 保健医療学部, 講師 (90737355)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
• Keywords: 嗅覚刺激 / 記憶 / 情動 / 前頭葉 / 視覚領域 / 呼吸 / 神経新生 / 嗅球 / 海馬 / 扁桃体 / 眼窩前頭葉 / 接続性 / 認知 / 新生細胞 / マウス / 認知症 / 嗅覚 / fMRI / 脳体積 / demendia / olfaction / neuron / hippocampus / prevention

Outline of Research at the Start

嗅覚からアプローチする新しい脳トレーニング法の提供を目指し、ヒト、動物実験のそれぞれの利点を生かし嗅覚刺激が脳の機能、神経再生に与える影響を明らかにする研究である。ヒトの実験では機能的磁気共鳴画像、拡散強調画像を用いて嗅覚部位の活動性と神経密度を測定し、生活習慣、睡眠、認知機能などの主観調査との相関性を解析する。脳の活動性、密度を維持している人のライフスタイルの特徴を明らかにする。マウスの実験では嗅覚刺激が実際に記憶を司る海馬の神経再生を促進させるかと細胞分裂マーカーを用いて脳切片作成から増殖細胞の量と速度を測定する。ヒト、動物実験の結果から嗅覚刺激を用いた脳トレーニング法を創出する。

Outline of Annual Research Achievements

計画していたヒトにおける嗅覚刺激の脳内活動を機能的磁気共鳴画像により捉える実験を終え論文としてまとめ、学会にて発表を行った。測定データの視点と解析方法を変え高齢者における嗅覚を多角的に捉えることができた。例えば、嗅覚領域の体積と脳の活動の大きさとの関連性、嗅覚領域と前頭葉との接続性などが嗅覚のレベルに影響を与えていることが理解でき、今後のテーマにつながる見解を得ることができた。また動物実験を終え論文として形にできたが新たな課題もみえてきた。海馬の神経の新生は、嗅覚を単に刺激するだけではなく、記憶を想起させ活性化させることが重要であると考察した。ヒト、動物実験でしかみることができない部分を捉えることができた。今後の実験では脳波を測定する予定であるが、その方法、解析手段、準備を整えることもでき来年度に良いスタートができそうである。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

順調に進んでいるが、コロナ渦において研究発表の機会が限られていたため、延長期間に成果の発表をしていきたい。

Strategy for Future Research Activity

これまでにヒトにおいて機能的磁気共鳴画像と磁気共鳴画像を用いた実験をおこなってきた。より多くの高齢者に適応できるよう非侵襲性が高く、測定が勘弁な脳波を用いて記憶と関連する嗅覚刺激で前頭葉や視覚領域の活動を捉えることができるかを検証する予定である。また嗅覚による記憶の想起と聴覚、視覚刺激での記憶の想起でどのように異なるのかを検討する予定である。

Research Products

• [Journal Article] The right amygdala and migraine: Analyzing volume reduction and its relationship with symptom severity (2024)
  • Author(s): Kosuge, S., Masaoka, Y., Kasai, H., Honma, M., Murakami, K., Yoshii, N., Watanabe, K., Naito, T., Kosuge, M., Matsui, M., Shoji, D., Sakakura, S., Murakami, H., Izumizaki, M.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 19 Issue: 4 Pages: e0301543-e0301543
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0301543
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of the amygdala‐medial orbitofrontal relationship in odor recognition in the elderly (2023)
  • Author(s): Sakikawa Kei、Masaoka Yuri、Honma Motoyasu、Yoshikawa Akira、Yoshida Masaki、Kamimura Sawa、Ida Masahiro、Kobayashi Hitome、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Brain and Behavior Volume: 13 Issue: 4
  • DOI: 10.1002/brb3.2956
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Respiratory rhythm affects recalibration of body ownership (2023)
  • Author(s): Kosuge Miku、Honma Motoyasu、Masaoka Yuri、Kosuge Shota、Nakayama Momoka、Kamijo Shotaro、Shikama Yusuke、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Issue: 1 Pages: 920-920
  • DOI: 10.1038/s41598-023-28158-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Preoperative state anxiety predicts postoperative health-related quality of life: A prospective observational study on patients undergoing lung cancer surgery (2023)
  • Author(s): Takamiya Shinnosuke、Honma Motoyasu、Masaoka Yuri、Okada Momoka、Ohashi Shinichi、Tanaka Yoko、Suzuki Kosuke、Uematsu Shugo、Kitami Akihiko、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Frontiers in Psychology Volume: 14
  • DOI: 10.3389/fpsyg.2023.1161333
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] New granule cells in the olfactory bulb are associated with high respiratory input in an enriched odor environment (2022)
  • Author(s): Kamimura Sawa、Masaoka Yuri、Yoshikawa Akira、Kamijo Shotaro、Ohtaki Hirokazu、Koiwa Nobuyoshi、Honma Motoyasu、Sakikawa Kei、Kobayashi Hitome、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: 182 Pages: 52-59
  • DOI: 10.1016/j.neures.2022.05.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Reading on a smartphone affects sigh generation, brain activity, and comprehension (2022)
  • Author(s): Honma Motoyasu、Masaoka Yuri、Iizuka Natsuko、Wada Sayaka、Kamimura Sawa、Yoshikawa Akira、Moriya Rika、Kamijo Shotaro、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 1589-1589
  • DOI: 10.1038/s41598-022-05605-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Odors Associated With Autobiographical Memory Induce Visual Imagination of Emotional Scenes as Well as Orbitofrontal-Fusiform Activation (2021)
  • Author(s): Masaoka Yuri、Sugiyama Haruko、Yoshida Masaki、Yoshikawa Akira、Honma Motoyasu、Koiwa Nobuyoshi、Kamijo Shotaro、Watanabe Keiko、Kubota Satomi、Iizuka Natsuko、Ida Masahiro、Ono Kenjiro、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Frontiers in Neuroscience Volume: 15 Pages: 709050-709050
  • DOI: 10.3389/fnins.2021.709050
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Entorhinal cortex and parahippocampus volume reductions impact olfactory decline in aged subjects (2021)
  • Author(s): izuka N, Masaoka Y, Kubota S, Sugiyama H, Yoshida M, Yoshikawa A, Koiwa N, Honma M, Watanabe K, Kamijo S, Kamimura S, Ida M, Ono K, Izumizaki M.
  • Journal Title: Brain and Behavior Volume: 11 Issue: 5
  • DOI: 10.1002/brb3.2115
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cascade process mediated by left hippocampus and left superior frontal gyrus affects relationship between aging and cognitive dysfunction (2021)
  • Author(s): Kokudai Yumika、Honma Motoyasu、Masaoka Yuri、Yoshida Masaki、Sugiyama Haruko、Yoshikawa Akira、Koiwa Nobuyoshi、Kubota Satomi、Iizuka Natsuko、Wada Sayaka、Kamijo Shotaro、Uchida Yuki、Yano Satoshi、Ida Masahiro、Ono Kenjiro、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: BMC Neuroscience Volume: 22 Issue: 1 Pages: 75-75
  • DOI: 10.1186/s12868-021-00680-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Impaired olfactory ability associated with larger left hippocampus and rectus volumes at earliest stages of schizophrenia: A sign of neuroinflammation? (2020)
  • Author(s): Masaoka Y, Velakoulis D, Brewer WJ, Cropley VL, Bartholomeusz CF, Yung AR, Nelson B, Dwyer D, Wannan CMJ, Izumizaki M, McGorry PD, Wood SJ, Pantelis C
  • Journal Title: Psychiatry Research Volume: 23 Pages: 112909-112909
  • DOI: 10.1016/j.psychres.2020.112909
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hippocampus and Parahippocampus Volume Reduction Associated With Impaired Olfactory Abilities in Subjects Without Evidence of Cognitive Decline (2020)
  • Author(s): Kubota Satomi、Masaoka Yuri、Sugiyama Haruko、Yoshida Masaki、Yoshikawa Akira、Koiwa Nobuyoshi、Honma Motoyasu、Kinno Ryuta、Watanabe Keiko、Iizuka Natsuko、Ida Masahiro、Ono Kenjiro、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Frontiers in Human Neuroscience Volume: 14 Pages: 556519-556519
  • DOI: 10.3389/fnhum.2020.556519
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Heart Rate and Respiration Affect the Functional Connectivity of Default Mode Network in Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging (2020)
  • Author(s): Yoshikawa Akira、Masaoka Yuri、Yoshida Masaki、Koiwa Nobuyoshi、Honma Motoyasu、Watanabe Keiko、Kubota Satomi、Natsuko Iizuka、Ida Masahiro、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Frontiers in Neuroscience Volume: 14 Pages: 631-631
  • DOI: 10.3389/fnins.2020.00631
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 呼吸から嗅覚を捉える ―生きるための呼吸 感じる呼吸― 特集 におい、香りで嗅覚をまもる ―人生100年時代に挑む～疾患と嗅覚の特性、障害、訓練、教育そして楽しみ～ (2020)
  • Author(s): 政岡ゆり
  • Journal Title: Aroma Research Volume: 21(2) Pages: 134-139
• [Presentation] Relation between severity of headache and amygdala volume in migraine patients. (2023)
  • Author(s): Kosuge, S., Masaoka, Y., Kasai, H., Honma, M., Kosuge, M., Shoji, D., Murakami, K., Yoshii, N., Matsui, M., Murakami, H., Izumizaki, M.
  • Organizer: 日本生理学会第101回記念大会
• [Presentation] 心のアンカーとしての呼吸－情動と記憶への効果を探る－ (2023)
  • Author(s): 政岡ゆり
  • Organizer: 日本生理学会第101回記念大会
• [Presentation] Possible use an odor-induced autobiographical memory for reminiscence therapy. (2023)
  • Author(s): Masaoka, Y., Sugiyama, H., Watanabe, K., Yoshida, M., Yoshikawa, A., Koiwa, N., Honma, M., Iizuka, N., Honma, M., Ida, M., Ono, K., Izumizaki, M.
  • Organizer: 第46回日本神経科学大会
• [Presentation] Respiratory rhythm is associated with a recalibration of body perception. (2023)
  • Author(s): Kosuge, M., Honma, M., Masaoka, Y., Kosuge, S., Nakayama, M., Kamijo, S.,Shikama, Y., Izumizaki, M.
  • Organizer: 日本生理学会第101回記念大会
• [Presentation] Exploring the impact of hypersonic herp music on alpha activity: A study of music tone, high-frequency component and psychological factors. (2023)
  • Author(s): Matsui, M., Masaoka, Y., Koiwa, N., Honma, M., Shoji, M., Sakurai, S., Inagaki, K., Izumizaki, M.
  • Organizer: 日本生理学会第101回記念大会
• [Presentation] Scents of remembrance: unvelling the power of odors in eliciting vivid autobiographical memories and visual and frontal neuronal correlates in individuals. (2023)
  • Author(s): Masaoka, Y., Yoshikawa, A., Yoshikawa, A., Koiwa, N., Honma, M., Izumizaki, M.
  • Organizer: Annual Meeting of the Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] New granule cells in the olfactory bulb are associated with high respiratory input in an enriched odor environment. (2023)
  • Author(s): Kamimura, S., Masaoka, Y., Yoshikawa, A., Kamijo, S., Ohtaki, H., Koiwa, N., Honma, M., Sakikawa, K., Kobayashi, H., Shimane, T M., Izumizaki, M.
  • Organizer: Annual Meeting of the Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 呼吸で心を整える 嗅覚の視点からのアプローチ (2023)
  • Author(s): 政岡ゆり
  • Organizer: 第87回日本心理学会シンポジウム
• [Presentation] 呼吸でいざなうwell-being (2023)
  • Author(s): 政岡ゆり
  • Organizer: 日本基礎理学療法学会学術大会
  • Invited
• [Presentation] 香りで変わる呼吸と脳 (2023)
  • Author(s): 政岡ゆり
  • Organizer: 第26回日本アロマテラピー学会
  • Invited
• [Presentation] Odor associated with memory-recalling could be a preventive method for cognitive impairment: investigating in human and animal studies (2023)
  • Author(s): Masaoka, Y., Yoshikawa, A., Kamimura, S., Ohtaki, H., Honma, M., Sakikawa, K., Kamijo, S., Yoshida, M., Izumizaki, M.
  • Organizer: 日本生理学会第100回記念大会
• [Presentation] Emotional and cognitive aspects of breathing explored in relation to olfaction (2022)
  • Author(s): Yuri Masaoka
  • Organizer: The 15 th Oxford Conference on modeling and Control of Breathing
• [Presentation] 嗅覚刺激を用いた脳機能トレーニング法の創出 (2022)
  • Author(s): 政岡ゆり, 本間元康, 泉﨑雅彦
  • Organizer: 第11回日本情動学会-第１回看護ケアサイエンス学会合同大会
• [Presentation] New granule cells in the olfactory bulb are associated with high respiratory input in an enriched odor environment (2022)
  • Author(s): Masaoka, Y., Kamimura, S., Yoshikawa, A., Kamijo, S., Ohtaki, H., Koiwa, N., Honma, M., Sakikawa, K., Kobayashi, H., Izumizaki, M
  • Organizer: 第45回日本神経科学大会
• [Presentation] 豊かな嗅覚環境と嗅球と海馬の神経再生 (2022)
  • Author(s): 政岡ゆり, 上村佐和, 吉川輝, 上條翔太郎, 大滝博和, 小岩信義, 本間元康, 﨑川慶, 小林一女, 泉﨑雅彦
  • Organizer: 第25回アロマテラピー学会
• [Presentation] 嗅覚における辺縁系と前頭葉の機能的相互作用の検討 (2022)
  • Author(s): 﨑川慶, 政岡ゆり, 本間元康, 吉田正樹, 吉川輝, 上條翔太郎, 上村佐和, 小林一女, 泉﨑雅彦
  • Organizer: 第25回アロマテラピー学会
• [Presentation] The activation of the fusiform gyrus associated with odor-induced autographical memory: reminding some familiar faces? (2021)
  • Author(s): Masaoka, Y., Sugiyama, H., Watanabe, K., Kubota, S., Yoshida, M., Yoshikawa, A., Koiwa, N., Honma, M., Iiduka, N., Honma, M., Ida, M., Ono, K., Izumizaki, M.
  • Organizer: 第44回日本神経科学会/CJK第１回国際会議
• [Presentation] 香りによる記憶想起：検鏡高齢者の認知機能維持の有用性について (2021)
  • Author(s): 政岡ゆり
  • Organizer: 第10回日本情動学会大会
• [Presentation] 呼吸で心を整える ー嗅覚の視点からのアプローチー (2021)
  • Author(s): 政岡ゆり
  • Organizer: 第99回日本生理学会大会
• [Presentation] Functional interaction between the limbic system and the frontal regions could play a significant role in olfactory recognition (2021)
  • Author(s): Sakikawa, K., Masaoka, Y., Honma, M., Yoshida, M., Yoshikawa, A., Kamijo, S., Kamimura, S., Kobayashi, H., Izumizaki, M.
  • Organizer: 第99回日本生理学会大会
• [Presentation] 香りの記憶、今、未来 (2021)
  • Author(s): 政岡ゆり
  • Organizer: 第24回日本アロマテラピー学会学術大会
• [Presentation] Autobiographical odor memory associated with an increase in connectivity between the left temporal regions and orbitofrontal cortex in elderly subjects: fMRI study. (2020)
  • Author(s): Masaoka, Y., Sugiyama, H., Watanabe, K., Kubota, S., Yoshida, M., Yoshikawa, A., Koiwa, N., Honma, M., Iizuka, N., Honma, M., Ida, M., Ono, K., Izumizaki, M.
  • Organizer: 第126回日本解剖学会総会全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
• [Presentation] Shallow olfactory sulcus observed prior to the morphological brain changes in olfactory regions in individuals with dysosmia. (2020)
  • Author(s): Kamimura, S., Masaoka, Y., Yoshii, N., Murakami, K., Yoshikawa, A., Yoshida, M., Honma, M., Kamijo, S., Sakikawa, K., Ida, M., Kobayashi, H., Izumizaki, M.
  • Organizer: 第126回日本解剖学会総会全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
• [Presentation] The activation of the fusiform gyrus associated with odor-induced autobiographical memory: reminding some familiar faces? (2020)
  • Author(s): Masaoka, Y., Sugiyama, H., Watanabe, K., Kubota, S., Yoshida, M., Yoshikawa, A., Koiwa, N., Honma, M., Iizuka, N., Honma, M., Ida, M., Ono, K., Izumizaki, M.
  • Organizer: 第43回日本神経科学大会