2016 Fiscal Year Research-status Report
咽喉頭電気刺激による嚥下および呼吸中枢の協調性の改善に関する研究
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15K20220
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
杉山 庸一郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50629566)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 喉頭科学 / 嚥下 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
通常嚥下に関与する筋群の多くは呼吸性活動を呈している。そして一旦嚥下が惹起されると、安静時呼吸のリズムが劇的に変化し、パターン化された嚥下活動を行う。このパターン化された嚥下生成を行う中枢は脳幹に存在する。そして嚥下生成神経ネットワークが呼吸中枢に影響を与える、あるいは呼吸中枢自体が嚥下のための準備をしたり、嚥下制御自体に貢献することで嚥下が正しく行われることが予想される。このように嚥下と呼吸が正確に制御されることで誤嚥を防ぐことが出来るのであるが、この嚥下と呼吸の協調性の成因を探るには呼吸中枢の嚥下における制御機構を検討する必要がある。従ってどの領域の呼吸ニューロンがその相互関係に重要かを解明するために、呼吸中枢の嚥下時活動解析を行った。我々は以前の研究で呼吸中枢の嚥下時解析を行い、嚥下時の延髄腹側呼吸ニューロン群の活動変化を解析した。そこで、そのより吻側に存在する傍顔面神経核呼吸ニューロン群における嚥下時活動解析を行った。その結果、傍顔面神経核呼吸ニューロン群の様々な呼吸ニューロンはそれぞれのタイプ毎に嚥下時に特徴的な活動性変化を生じ、嚥下活動制御に影響を与えていることが示された。また、嚥下と呼吸の協調性は内因的な要素だけでなく、周囲の環境変化を含む外的要因によっても修飾されるはずである。したがって、次に外的刺激よる嚥下中枢および呼吸中枢に及ぼす影響を検討した。経皮的電気刺激法を用いて、刺激中の呼吸の変化および嚥下惹起性の変化を検討した。また、刺激中の嚥下中枢への情報伝達様式を検討するために、刺激に対する嚥下関連ニューロンの活動性の変化を解析した。
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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
嚥下と呼吸の協調性について検討するために、呼吸中枢の嚥下への関与を検討した。そこで、呼吸中枢のなかで、呼気調節に重要な領域である傍顔面神経核呼吸ニューロン群に注目し、その嚥下生成および制御への関与を検討した。この研究により延髄呼吸中枢の嚥下制御機構の一端が解明されることとなり、呼吸神経ネットワークの機能の一端が明らかになった。呼吸中枢における嚥下の制御様式の全貌が解明されたわけではないので、嚥下と呼吸の相互関係に最も重要な役割を担っている領域の特定には至っていないが、傍顔面神経核呼吸ニューロン群より尾側の領域で嚥下リズム生成が行われている可能性は示唆された。また、嚥下及び呼吸中枢において外的刺激に対する修飾の有無やその程度を解析するために、経皮的電気刺激による嚥下惹起性および呼吸制御について検討を行った。また同時に経皮的電気刺激による嚥下中枢への影響を調べるために嚥下関連ニューロン活動を解析した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は嚥下と呼吸の相互制御メカニズムの解明をめざし、呼吸中枢の嚥下時活動解析を継続する。また、同時に現在進行中の経皮的電気刺激による嚥下時嚥下関連ニューロンの活動性の解析を継続し、データを蓄積する。さらに、経皮的電気刺激を用いた嚥下惹起における呼吸調節メカニズムを検討するために、これまで検討してきた呼吸ニューロン群に対しても、同様の検討を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は研究進行度としては概ね予定通りであったが、実験環境を整えるために購入するはずであった物品は次年度の研究予定分に組み込まれた。従って、本年度購入予定であった物品は次年度の購入に繰越となった。また、現在進行中の経皮的刺激による嚥下惹起改善効果および嚥下中枢、呼吸中枢に関する影響の検討を次年度さらに追求するために本年度購入予定備品を次年度予定することとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度の研究結果を基盤に、次年度研究設備および物品を購入の上、研究環境を整えて、嚥下中枢および呼吸中枢の経皮的電気刺激による可塑性の検討および脳幹ニューロン活動の変化を検討する予定である。そのために、実験動物や使用物品等の次年度購入予定物品に加え、本年度購入予定であった物品を購入予定である
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