Hyper-Adaptability in invasive motor cortex stimulation for pain
Publicly Offered Research
| Project Area | Hyper-adaptability for overcoming body-brain dysfunction: Integrated empirical and system theoretical approaches |
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| Project/Area Number |
20H05481
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
宮田 麻理子 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70281631)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | Dysgranular area / 一次体性感覚野 / 一次運動野 / 痛覚 / 視床 / 体性感覚野 / 運動野 / 抑制 / 皮質間結合 |
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| Outline of Research at the Start |
体性感覚野の中のDysgranular area（Dys）に、侵害受容選択性細胞が特異的に局在し、運動野(M1)から皮質皮質の直接路と皮質下視床を介した間接路の二つの経路から豊富な神経結合を受けている。本研究は、直接路と間接路を経路選択的にチャネルロドプシン(ChR2)で標識し、光刺激することで、Dysの侵害応答の変化を明らかにする。数理モデルを組み合わせ、MCSの鎮痛効果のメカニズムを明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、脳梗塞モデルの一次運動野（M1)が一次体性感覚野（S1)にかけて抑制をかけていることを見出した。また、抑制入力を数理モデルによって予測し、疑似的に抑制を戻すことで、脳梗塞による感覚情報処理の障害を完全に回復させることに成功した（Scientific Reports 2019). この知見を痛覚に適応し、運動野刺激による除痛療法（MCS）のメカニズムの解明を目指した。すでに我我は、S1の中のDysgranular area（Dys）に、侵害受容選択性細胞が豊富に局在することを見出した。M１から直接・間接の神経結合があることから、M1から修飾をうける痛覚皮質領域であることを提唱してきた。臨床ではM1の電気刺激により除痛療法（MCS）が実用化されているがその詳細なメカニズムは解明されていない。このような背景から、M1からDysへの抑制入力が痛覚を修飾し、さらにM1の高頻度電気刺激による強い抑制の介入が、Dysを超適応状態に誘導し、MCSのような長期にわたる除痛効果をもたらすのではないかと考えた。
初年度は、M1からDysへの直接の皮質皮質結合を経路選択的に刺激することで、除痛効果の有無を目指した。CreLoxPシステムのウイルスベクターを用いた経路選択的にチャネルロドプシンを発現させた。発現が十分に得られた個体はDysの侵害刺激応答がM1からのチャネルロドプシン刺激で応答の低下がみられるものの、安定したウイルスの発現に至っていない。
そのため、現在は順行性のウイルストベクターに切り替えM1からDysへの影響を調べている。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(13 results)
