| Project/Area Number |
23K21682
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| Project/Area Number (Other) |
21H03469 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
小林 耕太 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (40512736)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古山 貴文 金沢医科大学, 医学部, 講師 (20802268)
飛龍 志津子 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (70449510)
宮坂 知宏 日本大学, 薬学部, 教授 (90342857)
玉井 湧太 同志社大学, 研究開発推進機構, 助教 (70906627)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | 人工内耳 / ブレインマシーンインターフェイス / 赤外光レーザー / 難聴 / 赤外光レーザー刺激 / 補聴器 / レーザー刺激 / らせん神経節細胞 / 赤外レーザー / 神経刺激 / 感音性難聴 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は近赤外光刺激を利用した次世代人工内耳を開発することである。従来型の人工内耳は電気的に聴神経を刺激するため、聴覚末梢器官である蝸牛に電極アレイを挿入する外科手術を必要とする。本計画では非接触で神経活動を引き起こさせる手法である、赤外光により熱的に細胞を刺激する手法を人工内耳に応用し、神経活動を非接触で誘発し、聴力を再建（または補助）する手法の開発を目指す。具体的には、動物実験により光刺激が再建可能な知覚内容を検討するとともに、装置を長期装用した場合の生体への影響（安全性）を評価する。また、主にヒトを対象として装着方法および言語知覚を再建するための刺激アルゴリズムを検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、神経活動を外部刺激により誘発する手法として注目を集めている近赤外光神経刺激を蝸牛神経刺激に応用し、次世代人工内耳の開発につなげることであった。難聴患者（WHOデータによると全人口の5%以上）の多くを占める感音性難聴に対して、最も有効な治療法として人工内耳が挙げられる。同装置は、蝸牛内に電極アレイを挿入し、電極先端から微弱電流を流すことで聴神経（螺旋神経節細胞）を電気的に刺激し、難聴者の聴力を回復させる。この従来型人工内耳は聴覚末梢器官への外科手術を必要とし、手術に付随する感染症や残存聴力を失うリスクなどのため、普及が十分に進んでいない。本計画では、非接触で神経活動を引き起こす手法である赤外光により熱的に細胞を刺激する手法を人工内耳に応用し、神経活動を非接触で誘発し、聴力を再建（または補助）する手法の開発を目指した。具体的には、スナネズミをモデル動物として、蝸牛光刺激によってどのような“聞こえ”を再建可能かについて、知覚内容を実験的に検討した。さらに、装置を長期装用・使用した場合の生体への影響（安全性）を評価するために、蝸牛光刺激を長期にわたって行った場合の知覚および組織への影響を定量化した。また、主にヒトを対象として装着方法および言語知覚を再建するための刺激アルゴリズムを検討した。動物実験では、条件付け行動実験、マスキング実験、脳幹応答の記録実験を複合して実施し、蝸牛光刺激により周波数と音圧の知覚を制御可能であることが示された。また、赤外光刺激の強度を制御することで、神経応答の低下（急性の障害）や組織の変性をもたらすことなく知覚を生成可能であることも分かった。さらに、ヒトを対象にした実験の結果から、視聴覚複合刺激や片耳装用（反対耳は気導音による刺激）を行うと、言語知覚能力の再建効果が高い可能性が分かった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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