大脳皮質視覚野に可塑性を促す新しい視覚機能リハビリテーション法の開発

Research Project

Project/Area Number	21K11198
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research Institution	Kyorin University
Principal Investigator	中島剛杏林大学, 医学部, 講師 (60435691)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	視覚機能回復 / 皮質視覚野 / 神経可塑性 / 神経リハビリテーション
Outline of Research at the Start	本研究は、ヒト非侵襲的脳刺激法を用い、新しいコンセプトの視覚機能回復法を開発する。弱視患者を対象に、① 視覚情報を受け取る脳領域（大脳皮質視覚野）の活動を、外部刺激によって励起・長期増強させ、② 障害によって減衰した視覚入力を脳内で“増幅・強化”しようとするものである。今回は、視覚要素の中でも、色覚の回復に焦点を絞る。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、ヒト視覚経路システムの強化・再構築を目指した神経リハビリテーション法を開発する。具体的には、視覚障害後、非侵襲的脳刺激法（経頭蓋的磁気刺激法）を駆使し、ヒト大脳皮質視覚野に可塑的変化（長期増強効果）を引き起こす。そして、減衰した視覚入力を脳内で増幅・強化させようとする試みである。昨年度は、新型コロナウイルス蔓延に伴い、被験者の応募を行うことができず、当該研究における進捗は極めて悪かったが、本年度に関しては、感染症対策を万全に、実験の遂行が可能となった。特に、今回は、“色”に関連する視覚経路の神経伝達効率の増強に焦点を絞り、検討を行った。方法論は、1. 視覚障害患者にも適応可能な視覚刺激（強度視力低下を伴う場合でも特定の色に関連する錐体を選択的に刺激する方法）と、初期視覚野（１次、２次視覚野等）に対する経頭蓋的磁気刺激を組み合わせ、2. その連合性刺激を繰り返すことにより、3. 視覚野ニューロンへのシナプス増強を図るというものである。この手法により、受容器からの入力が弱化した網膜変性疾患患者の色弱症状や、大脳性色覚異常等への治療効果を期待している。その結果、本年度は、患者応用可能な色覚刺激の装置を作成し、視覚経路の興奮動態を反映する視覚誘発電位（VEP）を脳波上から記録できるようになった。さらに、視覚野の可塑性誘導に関わる実験を行い、一定の可塑性誘導を示唆する結果を得た。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 昨年度は、新型コロナウイルス蔓延に伴い、被験者を行うことができず、当該研究における進捗は極めて悪かったが、本年度に関しては、感染症対策を万全に、実験の遂行が可能となった。その結果、きわめて順調に研究が進んでおり、データも着々と収集できている状況である。よって、現在までおおむね順調に進展しているという結論に達した。
Strategy for Future Research Activity	今後はさらに、被験者数を増やし、研究を推進していこうと考えている。また、コントロール実験も増やし、得られたデータの確実性を示していきたいと考えている。