| Project/Area Number |
23KJ1866
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
熊谷 真一 自治医科大学, 医学(系), 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2024: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 迷走神経刺激療法 / 聴覚野 / 情報流 |
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| Outline of Research at the Start |
迷走神経刺激療法（Vagus nerve stimulation; VNS）は、迷走神経を間欠的に電気刺激することで、てんかん発作やうつ症状などを緩和できる治療法であるが、脳の老化に対する影響についてはまだ明らかになっていない。認知症患者だけでなく認知機能低下のない健常な高齢者でさえ、感覚野の異常な神経活動が観察されており、老化による知覚ネットワークの変化が示唆される。VNSは知覚に関わる神経活動を調節することが可能であるため、本研究では視床-感覚野における領域間の情報の流れを定量化し、老化知覚ネットワークに対するVNSの効果について検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、迷走神経刺激療法 (Vagus nerve stimulation: VNS) が老化知覚ネットワークに与える影響を明らかにすることである。まず、VNSが若年ラットの感覚情報処理に対して及ぼす効果について検証した。VNSがラット聴覚野において、アセチルコリンやノルアドレナリンを介して低次から高次領域へのフィードフォワード (FF) 経路と高次から低次領域へのフィードバック (FB) 経路の情報伝達を担う神経活動のバランスを調整することを示し、VNSの作用機序の一端を明らかにした (Kumagai et al., Brain Stimul. 2023)。本研究では、聴覚刺激によって誘発された皮質オシレーション活動からFF及びFB経路の活性化について定量化した。特に、アセチルコリンを介したガンマパワーの増強はFF経路の情報処理の向上を示唆しており、VNSが知覚ネットワークに及ぼす効果についての基礎的知見になると考えられる。続いて、知覚ネットワーク内における双方向性の情報流に対するVNSの効果を検証するため、情報理論に基づいた指標である移送エントロピーを用いて低次-高次聴覚野間の情報流を定量化した。音刺激提示中、VNSによる情報流のバランスの変化が認められた。また、ラット島皮質の神経活動計測系を確立し、VNSが聴覚野だけでなく島皮質の音誘発オンセット反応を亢進させることを明らかにした。島皮質は、聴覚野と同様に視床から上行性投射を受けているため、VNSによるFF経路の活性化を反映していると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高齢ラットを用いた実験に一部遅延が生じている。一方で、VNSが若年ラットの知覚ネットワークに与える効果について複数の解析手法から検証した。これらの解析手法は次年度の実験に応用可能であることから、遅延はあるが、全体としては進展があったと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
若年ラットと高齢ラットを対象として知覚ネットワークにおける情報流を比較し、老化ネットワークを明らかにするとともに、高齢ラットに対してVNSの刺激を行い、VNSが老化ネットワークを変調させることを示す。また、ガンマ帯域の神経活動と関連のある皮質ニューロンやグリアを可視化し、老化またはVNSによる組織学的変化を調べる。
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