| Project/Area Number |
23K27933
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| Project/Area Number (Other) |
23H03243 (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 (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
伊藤 哲史 富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (90334812)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相古 千加 富山大学, 学術研究部医学系, 助教 (10523889)
小野 宗範 金沢医科大学, 医学部, 教授 (30422942)
高橋 宏知 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (90361518)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2027: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 聴覚 / 音声 / brain machine interface / 神経回路 / Brain Machine Interface |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、より良い言語音知覚を可能とする、人工内耳に替わる脳刺激型補聴器の実現を目指すものである。脳の聴覚領域を単に電気刺激するだけでは脳内に言語音を再生することはできない。過去の研究成果に基づき、脳の聴覚領域の中でコミュニケーション音声認知に関与する領域の、言語音の音時間変化を検出細胞を選択的に刺激することで脳内に言語音を再生することが可能になる、という仮説を立てた。そこで、本研究は学際的技術を結集することで、マウスの脳内にコミュニケーション音声を再生するための条件を明らかにし、脳刺激型補聴器の技術基盤の確立を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の実験を行った。
実験１：正常聴覚及び大音響暴露CBA/Jマウスの下丘を単離し、single nucleus RNA-seqを４回実施した。うち２回で質のよいRNAを回収でき、下丘の細胞を１０個以上のクラスターに分類することができた。現在in situ hybridizationを用いて各クラスターがどのような細胞種であるかを組織学的に同定しているところである。
実験２：コミュニケーション音に対する聴覚野の応答地図を計測する前に、純音に対する聴覚野の応答地図を作成し、TRIO法による神経回路の同定を進めた。すると、聴覚野はコア領域と３種類のシェル領域に分かれ、異なる神経回路を形成することが明らかになった。次年度は、シェル経路のうち、情動系との関連が深かった２領域に注目してコミュニケーション音声に対する応答を計測する予定である。
実験３：多点電極による計測の手技の確立と、記録したデータを解析するプログラムの構築を行った。また、当初予定していたNeuronexusプローブ（32ch）のかわりに、Neuropixels probe (384ch)を導入し、より多数の神経細胞からの記録が可能になっている。
実験４：まだCreマウスが作成できていないので、周辺技術の確立を行った。特に、オペラント条件づけを効率良く行うため、ケージ取り付け型のオペラント実験装置FED3を導入し、オペラント条件づけをほぼ自動化することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験１について、RNA-seqのデータが順調に獲得できている。
実験２について、フラビンイメージング、TRIO法とその解析について確立できている。
実験３について、多点電極の計測系および解析系が確立できている。
実験４について、周辺技術の確立に成功している。
これらより、初年度の研究内容についてすべて予定通り到達しており、「概ね順調」と判定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
第２年度については以下のように実験を実施する。
実験１について、RNAseqデータの追加とともに、in situ hybridizationによる組織学的細胞同定を進めていく。
実験２について、コミュニケーション音声に対するフラビンイメージング技術を確立する。まずは麻酔下で始め、技術が確立したら無麻酔での条件を確立したい。
実験３について、Neuropixels probeを用いたコミュニケーション音声への神経活動の計測を実施する。
実験４について、オペラント条件づけを完了した動物からのNeuropixels probeによる記録を行い、動物の判断が神経コーディングに与える影響について検討する。
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