Pathomechanisms and Control of Epileptogenic Foci: Imaging Practices for Surgical Specimens

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01061
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Kakita Akiyoshi 新潟大学, 脳研究所, 教授 (80281012)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田井中 一貴 新潟大学, 脳研究所, 教授 (80506113) ; 北浦 弘樹 新潟大学, 脳研究所, 特任准教授 (80401769) ; 藤井 幸彦 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40283014) ; 前原 健寿 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (40211560) ; 池田 昭夫 京都大学, 医学研究科, 特定教授 (90212761)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: てんかん / 神経回路 / 3D / 脳透明化 / フラビン蛍光イメージング

Outline of Final Research Achievements

How is abnormal neural excitation elicited and propagated in epileptogenic brain lesions? In this study, we performed physiological analysis using fresh brain slices and three-dimensional pathological analysis of epileptic focal brain tissue that had been surgically removed. The physiological analysis was performed using an originally developed flavin fluorescence imaging method, and the morphological analysis was performed using a newly developed tissue clearing technique for human brain slices. From this analysis, we characterized the spatiotemporal excitation dynamics, verified the pharmacological effects, and clarified the network basis of neurons and glial cells.

Free Research Field

神経病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

てんかんは罹患率の高い症候群である。てんかん焦点が臨床的に同定される薬剤抵抗性の局在性難治性てんかん患者に対し、外科的焦点切除術が行われることがある。てんかん焦点では異常な神経興奮がどのように惹起され伝播するのか？これはいわば臨床てんかん学における古典的かつ本質的命題である。本研究では、このてんかん病態機序を理解するために、最新鋭の解析技術で機能異常と形態異常の実態を明らかにした。本研究の成果は、難治てんかん患者に対する新たな外科的／内科的治療戦略を開発するための重要な知見となった。