2017 Fiscal Year Annual Research Report
Suppression of tinnitus: developing a micro-electric stimulator with closed-loop real-time information processing and its application to awake brains
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15H02772
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
舘野 高 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (00314401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神保 泰彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20372401)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 脳刺激法 / 電磁気刺激 / マイクロデバイス / 耳鳴り / 脳活動計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，課題全体として，耳鳴りに関連する神経活動を抑制する脳刺激法の開発を目指した．また，モデル動物を利用して聴覚中枢系における耳鳴りの生理学的機序の解明を試みた．
本年度は最終年にあたり，研究計画にしたがって，大きな刺激強度や繰返し刺激に対して，デハイスの耐性および強度を高めるため，小型の電気および磁気刺激の単一構成デバイスの細胞インターフェースを改良した．また，これらのデバイスを用いて，効果的な刺激波形の時間パターンの探索を行った．実際に開発したin vivo用の電気および磁気刺激インターフェースを用いて，脳刺激による神経活動の誘発応答記録の実験を行った結果，脳活動を誘発する刺激条件が存在するという結果を得た．
特に，電気および磁気刺激の振幅や時間のパターンなどの刺激パラメータを変化させることで，誘起される神経活動の範囲や活動伝搬の様子を観察し，適切な刺激パラメータの探索を詳細に行った．齧歯類動物を用いた磁気刺激実験では，脳表面に置いた本試作デバイスが大脳皮質6層全体に誘発応答をもたらすことが明らかになった．この時間的な応答は，経頭蓋磁気刺激法の典型的な応答とは異なっている点も判明した．
また，単一構成のデバイスの多配列化を数値計算により検討し，微細加工技術を用いてその実機を試作した．特に，デバイスを4個もしくは16個多配列化した刺激用コイル装置を実際に開発し，実験動物に応用することで磁気刺激に対する誘発応答を確認した．
さらに，昨年度から引き続き，耳鳴り誘発剤を投与した耳鳴りモデル動物を利用して，脳切片の細胞レベルでの発生機序を電気生理学的手法で明らかにした．これらの結果を報告した論文が国際誌に受理された．最後に，耳鳴り動物に対して，試作した刺激デバイスを用いて抑制実験を試みたが，十分な抑制効果は得られなかった．この点の達成は今後の課題として残されている．
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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