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Sensorimotor Control System with Ectopic Ganglion Induction

Research Project

Project/Area Number 23K24709
Project/Area Number (Other) 22H03451 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

栗本 秀  名古屋大学, 医学系研究科, 特任准教授 (70597856)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西川 惠一郎  名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (00963612)
杉浦 洋貴  名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (10963605)
下田 真吾  名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (20415186)
竹内 大  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20713374)
佐伯 総太  名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (30878327)
建部 将広  名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (60420379)
長谷川 泰久  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70303675)
平田 仁  名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (80173243)
山本 美知郎  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (90528829)
岩月 克之  名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (90635567)
徳武 克浩  名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (90822289)
浅見 雄太  名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (90908740)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Keywords再生医療 / 神経再生 / 末梢神経 / 細胞移植 / 感覚 / 麻痺 / 機能再建
Outline of Research at the Start

末梢神経内神経幹細胞移植により麻痺筋近傍で脊髄様構造を有する神経節を誘導し、再生した複数の横紋筋を多チャンネル埋め込み型電気刺激装置により制御することで、自立した生活が可能なレベルの機能回復を実現するサイバネティクス技術を開発している。より正確な運動制御を行うため、末梢神経内感覚ニューロン移植により、失われた感覚情報も同時に再建し、体性感覚フィードバックを有した高度な運動制御を可能とする新規麻痺治療技術の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、選択的に感覚活動シグナルを検出するため、名古屋大学工学系研究科とともに開発した表面カフ電極とポリグラフシステム(RMT-1000)を用いて動物実験をおこなった。齧歯類の末梢神経へ胎児由来の感覚神経細胞を移植し、末梢に感覚神経節を構築したモデルを用いた。様々な触覚刺激や関節運動を下肢に与え感覚活動電位の測定をおこなった。脛骨神経、腓骨神経から感覚活動電位を抽出し、ビデオ記録と活動電位記録を同期し、名古屋大学工学系研究科とともにノイズ除去したシグナルの解析および評価をおこなった。また、これまでに行ってきた坐骨神経切断モデルラットのWaller変性した末梢神経内に胎児後根神経節細胞を移植する方法により、その神経終末が皮膚のメルケル細胞やマイスナー小体を支配し、脱神経後に変性していく筋紡錘を再構築できることを確認した。さらに、AIを用いた統合制御技術開発をおこなうため、関節角の最小化をシステムの制御則とし、反復学習により様々な環境に適応し暗黙知による制御を可能とするプログラム開発を継続している。今後は、より機能の分かれた末梢神経分枝にニューロン移植をおこない、表在感覚、深部感覚、運動と機能別に再建した神経節を誘導し、齧歯類を用いた歩行運動制御に、これまでの解析で得られた知見をもとにした感覚シグナルをフィードバックし、多チャンネルワイヤレス刺激装置を用いた歩行運動制御実験をおこなう。感覚フィードバックを加えた繰り返し学習が運動制御に与える影響を検討する予定であった。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Efficacy of collagen conduit wrapping with collagen fibers on nerve regeneration in sciatic nerve injury with partial transection: An experimental study in the rat model.2024

    • Author(s)
      Tanaka H, Kurimoto S, Hirata H.
    • Journal Title

      J Biomed Mater Res B Appl Biomater

      Volume: 112 Issue: 1

    • DOI

      10.1002/jbm.b.35369

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mid-term outcomes of digital nerve injuries treated with Renerve? synthetic collagen nerve conduits: A retrospective single-center study2023

    • Author(s)
      Takeda Shinsuke、Kurimoto Shigeru、Tanaka Yoshihiro、Mitsuya So、Hirata Hitoshi、Murakami Hideki、Jianmongkol Surut、Okamoto Hideki
    • Journal Title

      Journal of Orthopaedic Science

      Volume: 23 Issue: 3 Pages: 809-816

    • DOI

      10.1016/j.jos.2023.04.004

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Wirelessly Powered 4-Channel Neurostimulator for Reconstructing Walking Trajectory2022

    • Author(s)
      Masaru Takeuchi, Katsuhiro Tokutake, Keita Watanabe, Naoyuki Ito, Tadayoshi Aoyama, Sota Saeki, Shigeru Kurimoto, Hitoshi Hirata, Yasuhisa Hasegawa
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 22 Issue: 19 Pages: 7198-7198

    • DOI

      10.3390/s22197198

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functional Reconstruction of Denervated Muscle by Xenotransplantation of Neural Cells from Porcine to Rat2022

    • Author(s)
      Saeki Sota、Tokutake Katsuhiro、Takasu Masaki、Kurimoto Shigeru、Asami Yuta、Onaka Keiko、Saeki Masaomi、Hirata Hitoshi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 15 Pages: 8773-8773

    • DOI

      10.3390/ijms23158773

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Therapeutic Strategy for Lower Motor Neuron Disease and Injury Integrating Neural Stem Cell Transplantation and Functional Electrical Stimulation in a Rat Model2022

    • Author(s)
      Katsuhiro Tokutake, Masaru Takeuchi, Shigeru Kurimoto, Saeki Sota, Yuta Asami, Keiko Onaka, Masaomi Saeki, Tadayoshi Aoyama, Yasuhisa Hasegawa, Hitoshi Hirata
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 15 Pages: 8760-8760

    • DOI

      10.3390/ijms23158760

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 異種移植による新たな麻痺治療の開発2024

    • Author(s)
      佐伯総太
    • Organizer
      第26回日本異種移植研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 異所性神経節誘導による運動制御システム開発2023

    • Author(s)
      栗本秀
    • Organizer
      第34回日本末梢神経学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ラップ型人工神経の開発2023

    • Author(s)
      栗本秀
    • Organizer
      第34回日本末梢神経学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 末梢神経内胎児由来脊髄前角細胞移植によって再支配された脱神経筋に対する神経刺激装置を用いた複数関節の運動制御の試み2023

    • Author(s)
      徳武克浩 栗本秀
    • Organizer
      第34回日本末梢神経学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 末梢神経損傷に対する自家神経移植術後の運動機能回復に影響を与える因子2023

    • Author(s)
      栗本秀
    • Organizer
      第66回日本手外科学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Autologous nerve graft for intraneural perineurioma of the upper extremity in four cases2023

    • Author(s)
      栗本秀
    • Organizer
      FESSH-EFSHT 2023 CONGRESS
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Intraneural Ganglion Treated with Subcutaneous Anterior Transposition of the Ulnar Nerve at the Elbow2023

    • Author(s)
      栗本秀
    • Organizer
      APFSSH 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 自家神経移植により有効な運動機能回復を得ることができる移植神経長の限界2022

    • Author(s)
      栗本秀
    • Organizer
      第49回日本マイクロサージャリー学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 慢性疼痛および複合性局所疼痛症候群における脳機能の変化の意義2022

    • Author(s)
      岩月 克之、寳珠山 稔、米田 英正、栗本 秀
    • Organizer
      第65回 日本手外科学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ラットの坐骨神経部分欠損に対するラップ型人工神経の有用性の検討2022

    • Author(s)
      田中 宏昌、平田 仁、栗本 秀
    • Organizer
      第65回 日本手外科学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 尺骨神経断裂に対して人工神経リナーブを使用した治療経験2022

    • Author(s)
      武田 真輔、栗本 秀
    • Organizer
      第65回 日本手外科学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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