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Relationship between ascending projection of jaw-closing muscle-proprioception to the intralaminar thalamic nuclei and Tourette syndrome treatment mechanism

Research Project

Project/Area Number 20K09888
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57010:Oral biological science-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Sato Fumihiko  大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (60632130)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古田 貴寛  大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (60314184)
村上 旬平  大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (70362689)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords筋紡錘感覚 / 視床髄板内核群 / 三叉神経上核 / トゥレット症候群 / OPC / 脳深部刺激療法 / 顎運動 / 咀嚼筋 / 運動調節 / 三叉神経運動核 / 小脳核 / 小脳 / 筋紡錘 / 深部感覚
Outline of Research at the Start

重症のトゥレット症候群(TS)患者の症状が歯科スプリントの咬合で軽快することが先日発 表されたが、歯科スプリントの咬合で賦活される閉口筋筋紡錘感覚が髄板内核群に伝達され る可能性を示唆している。本研究では、ラットを用い、閉口筋筋紡錘感覚の視床髄板内核群への伝達の有無とその様態の解明を目指した。閉口筋筋紡錘感覚が特異的に入力する三叉神経上核からの上行路を順行性と逆行性の神経トレーサーを用いて形態学的に、また閉口筋筋紡錘感覚刺激に対する応答を記録した。歯科スプリントによる治療の効果に科学的根拠を与え、この治療法の応用の広がりに寄与する情報を提供したい。

Outline of Final Research Achievements

An invasive intralaminar thalamic stimulation and a non-invasive application of oral splint are both effective intreating tic symptoms of patients with Tourette syndrome (TS). Therefore, these two treatments may exert some influence on the same brain region in TS patients. We thus hypothesized that the proprioceptive input arising from the muscle spindles of jaw-closing muscles (JCMSs), known to be increased by the application of oral splint, is transmitted to the intralaminar thalamic nuclei. We found that the supratrigeminal nucleus which received proprioceptive inputs from the JCMSs bilaterally projected to the oval paracentral nucleus (OPC) of the intralaminar thalamic nuclei, and the OPC received the JCMS proprioception. We also found that the OPC sent strong projections not only to the primary and secondary somatosensory cortices but also to the granular insular cortex which is involved in the emotion-related functions. This study may contribute to treatments of TS patients.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で、視床髄板内核群の中のOPCが、閉口筋筋紡錘感覚が入力する部位であり、情動に関与する部位であることが解明できた。この成果は、トゥレット症候群ばかりでなく、パーキンソン症候群などの疾患の病因の理解と、その治療のためにDBSを行う視床部位の決定に、極めて重要な情報となることが期待される。また、筋紡錘感覚などの固有感覚の高次脳内伝導路とその高次脳機能の解明を目指して、今後、世界中で行われる研究の遂行に極めて重要な情報になったと考えている。この成果をより社会貢献させために、我々は、小脳核とOPCとの神経連絡を明らかにして小脳の情動機能に関わる神経機構を解明する研究を開始している。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Cerebellar Nuclei Receiving Orofacial Proprioceptive Signals through the Mossy Fiber Pathway from the Supratrigeminal Nucleus in Rats2023

    • Author(s)
      Tsutsumi Yumi、Morita Yayoi、Sato Fumihiko、Furuta Takahiro、Uchino Katsuro、Sohn Jaerin、Haque Tahsinul、Bae Yong Chul、Niwa Hitoshi、Tachibana Yoshihisa、Yoshida Atsushi
    • Journal Title

      The Cerebellum

      Volume: - Issue: 5 Pages: 1795-1810

    • DOI

      10.1007/s12311-023-01602-9

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Cerebellar Cortex Receives Orofacial Proprioceptive Signals from the Supratrigeminal Nucleus via the Mossy Fiber Pathway in Rats2022

    • Author(s)
      Tsutsumi Yumi、Sato Fumihiko、Furuta Takahiro、Uchino Katsuro、Moritani Masayuki、Bae Yong Chul、Kato Takafumi、Tachibana Yoshihisa、Yoshida Atsushi
    • Journal Title

      The Cerebellum

      Volume: - Issue: 4 Pages: 663-679

    • DOI

      10.1007/s12311-022-01434-z

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    • Author(s)
      Yoshida Atsushi、Inoue Misaki、Sato Fumihiko、Morita Yayoi、Tsutsumi Yumi、Furuta Takahiro、Uchino Katsuro、Akhter Fatema、Bae Yong Chul、Tachibana Yoshihisa、Inoue Tomio
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: 227 Issue: 1 Pages: 111-129

    • DOI

      10.1007/s00429-021-02391-9

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  • [Journal Article] Ascending projection of jaw-closing muscle-proprioception to the intralaminar thalamic nuclei in rats.2020

    • Author(s)
      Sato F, Kado S, Tsutsumi Y, Tachibana Y, Ikenoue E, Furuta T, Uchino K, Bae YC, Uzawa N, Yoshida A.
    • Journal Title

      Brain Research

      Volume: - Pages: 146830-146830

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2020.146830

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    • Author(s)
      Uemura Yume、Haque Tahsinul、Sato Fumihiko、Tsutsumi Yumi、Ohara Haruka、Oka Ayaka、Furuta Takahiro、Bae Yong Chul、Yamashiro Takashi、Tachibana Yoshihisa、Yoshida Atsushi
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: 225 Issue: 7 Pages: 2177-2192

    • DOI

      10.1007/s00429-020-02118-2

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    • Author(s)
      堤友美、佐藤文彦、古田貴寛、孫在隣、加藤隆史、橘吉寿、吉田篤
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      堤友美、佐藤文彦、古田貴寛、孫在隣、橘吉寿、吉田篤
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      Yumi Tsutsumi, Yayoi Morita, Fumihiko Sato, Takahiro Furuta, Jaerin Sohn, Katsuro Uchino, Masayuki Moritani, Yong Chul Bae, Takafumi Kato, Yoshihisa Tachibana, Atsushi Yoshida
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      Oral Neuroscience 2022
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      村本大河、榎原智美、竹中綾、堤友美、佐藤文彦、廣瀬眞理、古田貴寛
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  • [Presentation] 三叉神経上核から苔状線維で伝達される口腔顔面の自己受容感覚の小脳皮質投射様態2022

    • Author(s)
      堤友美、佐藤文彦、古田貴寛、加藤隆史、橘吉寿、吉田篤
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 咀嚼筋感覚の高次脳への投射とその機能2022

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      堤友美、佐藤文彦、古田貴寛、橘吉寿、吉田篤
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      第64回歯科基礎医学会学術大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 神経解剖学および電気生理学から明らかとなった咀嚼筋筋紡錘感覚の脳内経路とその機能2021

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      吉田篤、佐藤文彦、堤友美、古田貴寛、橘吉寿
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      第63回歯科基礎医学会学術大会
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  • [Presentation] 閉口筋の自己受容感覚を伝達する三叉神経上核ニューロンの遠心性と求心性の神経連絡2021

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      井上美沙樹、佐藤文彦、森田弥生、堤友美、水野友香、中島好明、富田章子、大原春香、上村夢、古田貴寛、吉田篤
    • Organizer
      第63回歯科基礎医学会学術大会
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  • [Presentation] ラット閉口筋に生ずる自己受容感覚が入力する三叉神経上核の、遠心性ならびに求心性神経連絡2021

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      井上美沙樹、佐藤文彦、堤友美、古田貴寛、吉田篤
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      井上美沙樹、佐藤文彦、森田弥生、堤友美、水野友香、中島好明、富田章子、大原春香、上村夢、古田貴寛、吉田篤
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      井上美沙樹、佐藤文彦、堤友美、古田貴寛、吉田篤
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  • [Presentation] Cerebral cortical projections from the oval paracentral nucleus in the intralaminar thalamic nuclei in the rat2021

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      Tsutsumi Y, Mizuno Y, Sato F, Inoue M, Morita Y, Furuta T, Oka A, Moritani M, Bae Y C, Tachibana Y, Yoshida A
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      Oral Neuroscience 2021
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  • [Presentation] ラットの視床髄板内核群に属するoval paracentral nucleusから大脳皮質への投射の解明2021

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      堤 友美、水野 友香、佐藤 文彦、井上 美沙樹、森田 弥生、古田 貴寛、吉田 篤
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  • [Presentation] ラットにおける閉口筋筋紡錘感覚の視床髄板内核群への投射2020

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      佐藤 文彦、堤 友美、古田 貴寛、吉田 篤
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  • [Presentation] ラットの視床髄板内核群内に存在するoval paracentral nucleusから大脳皮質への投射とその特異性2020

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      第96回日本解剖学会近畿支部学術集会
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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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