Development and application of a mapping model for somatosensory by the composite electrical stimulations

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K21355
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 瀬野 晋一郎 杏林大学, 保健学部, 講師 (70439199)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 皮膚感覚 / 痛み / 電気刺激

Outline of Annual Research Achievements

本研究は感覚の性質に対する新たな評価方法として３種類の正弦波(2000Hz、250Hz、5Hz)を組み合わせた複合的電気刺激システムを考案し、その開発に取り組んでいる。昨年度までに開発したシステムはすべての操作を測定者らが個別に行うため、実験に際して精密な刺激電流の制御が不十分な問題も生じた。しかし、本システムを利用して電気刺激で様々な感覚の誘発が可能なことを実験的に確認できた。そこで、本年度は生体計測に必要なすべての操作をコンピュータ上で運用可能な専用ソフトウェアとハードウェアの開発に取り組んだ。コンピュータによるシステム制御は刺激電流のコントロールに加え、刺激パターンの構築やデータ管理など多くの問題点を改善できた。
新たなシステムの開発後、健康なボランティア学生20名の前腕部を対象に様々な感覚の誘発を実験的に試みた。感覚に対する主観的評価は事前に文献などを調査して日本語版マクギル疼痛質問表の一部を理解しやすい表現へ改良して利用した。実験の結果、３種類の正弦波をそれぞれ単独刺激として与えると、5Hz、250Hz刺激では「拍動痛」、「電撃痛」が誘発されやすかった。一方、2000Hz刺激では疼痛感覚の発生が少なく、被験者の一部で痒みに類似した感覚を誘発した。次に、２種類または３種類の正弦波を組み合わせた複合刺激では、５Hzを含む場合に「拍動痛」が顕著に誘発されやすかった。また複合刺激の場合は負荷量が大きくなるため、単独刺激時には誘発されなかった「激痛」も一部観察できた。
本研究で開発した刺激システムにより、従来は言語的に表現されていた感覚の性質を部分的に再現することが可能であった。本法の確立は疼痛感覚に対する新たな主観的な評価法になり得ると考えており、その実現に向けて今後は更なるデータ収集と分析を行うことを計画している。