Invention study for preventing dementia: enriched odor exposure enhance newborn neurons in hippocampus?
Project/Area Number |
20K03482
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 10040:Experimental psychology-related
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Research Institution | Showa University |
Principal Investigator |
政岡 ゆり 昭和大学, 医学部, 准教授 (70398692)
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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)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥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)
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Keywords | 嗅覚刺激 / 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 / 呼吸 / 認知症 / 嗅覚 / 記憶 / 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。
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Outline of Annual Research Achievements |
本研究は嗅覚刺激が脳の神経新生に与える影響と脳機能の向上、特に認知機能への効果を明らかにし、嗅覚からアプローチする脳トレーニング法を創出することを目的とする。①嗅覚刺激による高齢者の嗅内野皮質、海馬、前頭葉の活動性、②マウスの嗅覚刺激は嗅球、海馬の神経新生を促進させるかの2つの問いについて検証した。①のヒトにおける機能的磁気共鳴画像を用いた研究では、記憶とリンクしない嗅覚刺激において扁桃体と眼窩前頭葉との関連性を明らかにし、論文化した(Brain & Behavior, 2023)。嗅覚の検知、認知レベルを高く維持するためには、扁桃体の活動性が重要であることが分った。また認知については、扁桃体の活動性の高さは必要であるが、前頭葉の活動性を必要としない。すなわち扁桃体から上位の前頭葉への情報が豊富であると、前頭葉は強く反応せずに、嗅覚の認知が高まることがわかった。②のマウスを用いた研究では、前年度におこなった実験の解析を終え、論文化(Neuroscience Research, 2022)することができた。マウスにエンリッチな嗅覚環境を与えると嗅球の神経新生が促進される。またその神経新生の数は呼吸回数と相関することを示した。単に様々な刺激を与えるだけでなく、個体の呼吸数にも神経新生の促進は依存することを示した。マウスにおけるエンリッチな嗅覚環境の実験結果から、海馬の神経新生は認められなかったことから、記憶に連結した嗅覚刺激ではどうなるか、を検証する必要がある。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
動物実験、ヒトの実験の担当者が効率良く分担して作業を進めることができた。また限られた時間の中、実現可能な計画をしっかり立て、それに従って行ったことが良かった。
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Strategy for Future Research Activity |
動物、ヒトの研究から明らかになってきた事を基礎に、実際に脳トレーニングをして実用化するためにはどのような嗅覚刺激と刺激方法が良いのかを明らかにする。ヒトにおいて記憶を想起する嗅覚刺激は、前頭葉の活動とともに視覚領域の活動が高い。嗅覚刺激による記憶に基づくビジュアルイメージが重要であることが示された。過去のビジュアルイメージが可能である者は、将来のビジュアルイメージも可能でありこれが認知機能に重要であると予想される。高齢者において認知機能が優れている群、低下がみられる群において嗅覚によるビジュアルイメージができているか、否かを明らかにしたい。
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Report
(3 results)
Research Products
(24 results)
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[Journal Article] Entorhinal cortex and parahippocampus volume reductions impact olfactory decline in aged subjects2021
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.
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Journal Title
Brain and Behavior
Volume: 11
Issue: 5
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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[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
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Journal Title
Psychiatry Research
Volume: 23
Pages: 112909-112909
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Odor associated with memory-recalling could be a preventive method for cognitive impairment: investigating in human and animal studies2023
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
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[Presentation] New granule cells in the olfactory bulb are associated with high respiratory input in an enriched odor environment2022
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
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[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
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[Presentation] Functional interaction between the limbic system and the frontal regions could play a significant role in olfactory recognition2021
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
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[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
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[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
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[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
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