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Investigation of central control mechanism for vocalization in brain stem to approach the pathologic clarification of spasmodic dysphonia

Research Project

Project/Area Number 21K09613
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

金子 真美  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 研修員 (20868591)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平野 滋  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10303827)
杉山 庸一郎  佐賀大学, 医学部, 教授 (50629566)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords干渉波電気刺激 / 喉頭感覚刺激 / 発声 / 脳幹 / 痙攣性発声障害 / 中枢調整機構 / 喉頭感覚
Outline of Research at the Start

痙攣性発声障害は難治性の神経原性発声障害である。喉頭ジストニアと考えられているが病態については未だ不明な点が多い。甲状軟骨形成術Ⅱ型、ボツリヌス療法が治療法として提唱されており、効果が実証されている。しかしこれらは末梢臓器である喉頭に操作を加えているにも関わらず、病態の本態である中枢調節機構が改善するという病態生理学的には説明困難な治療法である。本研究は痙攣性発声障害に対する治療の本当の作用メカニズムを解明するための基礎的基盤となる研究である。この研究は痙攣性発声障害の病態メカニズムの解明の一助となるだけでなく、上記治療法の作用メカニズムを解明する大きな一歩となる可能性を秘めている。

Outline of Annual Research Achievements

【当該年度の目的】喉頭感覚入力は発声に関与し、発声呼気、吸気時間や基本周波数、内喉頭筋の筋活動などに影響を与えることがこれまでの研究により示されている。しかし、喉頭感覚入力を介する発声のフィードバックメカニズムは十分に明らかにされているとは言えない。経皮的頸部干渉波電気刺激は、非侵襲的に咽頭喉頭感覚を刺激することが示されており、臨床においても嚥下障害への治療機器としてすでに使用されている。喉頭感覚刺激による発声への影響についてはこれまで様々な手法が用いられてきたが、今回我々は動物用干渉波電気刺激装置を用いて、喉頭感覚刺激が脳幹の発声経路にもたらす影響を検討し、当該年度は特に喉頭感覚刺激の強弱について検討した。
【方法】除脳モルモットを用いて中脳中心灰白質もしくは橋発声経路への電気刺激により発声を誘発し、更に干渉波電流刺激による喉頭感覚刺激を付与して発声運動の音声強度および音響的変化を解析したN=10)。同時に外腹斜筋・横隔膜の筋電図測定を行い、発声時筋活動を記録した。またGABA受容体作動薬を孤束核に注入し、干渉波電気刺激による刺激効果を検証した(N=8)。また発声時の呼気流・声門下圧も計測した(N=5)。また喉頭感覚刺激に誘導されて核に局在するリン酸化タンパク質で、脳内の機能的活性を評価するマーカーであるc-Fosの免疫染色を行うために、喉頭感覚の強刺激、弱刺激、コントロールの刺激条件を設定して喉頭感覚刺激を行った(N=9)。c-Fosの免疫染色も施行した。
【当該年度に得られた結果】c-Fosの免疫染色の結果としては、喉頭感覚の強刺激では孤束核と疑核に陽性細胞を多く認めたが、弱刺激では孤束核には陽性細胞を多く認めるものの疑核の陽性細胞数は多くなかった。
【当該年度実験の意義・まとめ】喉頭感覚刺激の強弱で疑核の陽性細胞数に差が認められた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当該年度は上記の染色実験に労力を注いだ結果、全般的に安定的なデータを採取できたと考えられる。これはプロトコールとしては順調に進んでいると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

種々の感覚刺激で誘導されて核に局在するリン酸化タンパク質で、脳内の機能的活性を評価するマーカーであるc-Fosの免疫染色を行い、解析もほぼまとまってきた。データの不足がないかどうかを確認しながら論文作成に必要な他の実験結果も統計的にまとめていく。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Voice Therapy Combined with Laryngeal Afferent Inputs2023

    • Author(s)
      金子真美, 杉山庸一郎, 平野滋
    • Journal Title

      Koutou (THE LARYNX JAPAN)

      Volume: 35 Issue: 2 Pages: 85-87

    • DOI

      10.5426/larynx.35.85

    • ISSN
      0915-6127, 2185-4696
    • Year and Date
      2023-12-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complementary Effect of Transcutaneous Cervical Stimulation by Interferential Current on Functional Dysphonia2023

    • Author(s)
      Kaneko Mami、Sugiyama Yoichiro、Fuse Shinya、Mukudai Shigeyuki、Hirano Shigeru
    • Journal Title

      Journal of Voice

      Volume: --

    • DOI

      10.1016/j.jvoice.2022.12.023

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 音声治療の軌跡と発展の鍵2023

    • Author(s)
      金子真美
    • Organizer
      第37回 西日本音声外科研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 喉頭感覚の入力・抑制を用いた音声障害診断および治療の試み2023

    • Author(s)
      金子真美
    • Organizer
      第35回日本喉頭科学会総会ならびに学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 超高齢社会における美声維持の医学的恩恵2023

    • Author(s)
      金子真美
    • Organizer
      第23回 日本抗加齢医学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 喉頭感覚刺激の適応症例を考える2023

    • Author(s)
      金子真美
    • Organizer
      フードケアオンラインセミナー
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 美声維持のための橋渡し研究2023

    • Author(s)
      金子真美
    • Organizer
      北海道医療大学先端研究推進センターセミナー
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 喉頭感覚入力・抑制を用いた音声障害診断および治療の試み2023

    • Author(s)
      金子真美
    • Organizer
      第35回日本喉頭科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 干渉波電気刺激による喉頭感覚入力がもたらすモルモット誘発発声動態の検証.2022

    • Author(s)
      金子真美, 杉山庸一郎, 布施慎也, 橋本慶子, 山本陵太, 椋代茂之, 梅﨑俊郎, 平野 滋.
    • Organizer
      第34回日本喉頭科学会総会・学術講演会.
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of Interferential Current Stimulation to the Neck on Functional Dysphonia: Clinical Case Study.2022

    • Author(s)
      Mami kaneko, Yoichiro Sugiyama, Shigeru Hirano.
    • Organizer
      The Voice Foundation’s 51th Annual Symposium
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 干渉波電気刺激による喉頭感覚入力がもたらすモルモット誘発発声動態の検証2022

    • Author(s)
      金子真美, 杉山庸一郎, 布施慎也, 橋本慶子, 山本陵太, 椋代茂之, 梅﨑俊郎, 平野滋
    • Organizer
      第34回日本喉頭科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Interferential Current Stimulation to The Neck on Vocalization in Guinea Pigs2021

    • Author(s)
      Yoichiro Sugiyama, Mami Kaneko, Shigeru Hirano
    • Organizer
      50th Annual Symposium of The Voice Foundation
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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