2021 Fiscal Year Annual Research Report
A non-invasive estimation method of human peripheral sympathetic nerve activity and challenge to measure pain perception
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19H04442
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
辻 敏夫 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (90179995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 芳幸 広島大学, 病院(歯), 教授 (70566661)
岩瀬 敏 愛知医科大学, 公私立大学の部局等, 客員教授 (90184879)
吉野 敦雄 広島大学, 保健管理センター, 准教授 (90633727)
曽 智 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (80724351)
古居 彬 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (30868237)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 客観的疼痛評価 / fMRI / 末梢交感神経電気活動 / 血管粘弾性 / 確率モデル / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では末梢交感神経電気活動の非侵襲推定問題に挑戦し，疼痛を客観的に定量評価する新技術の確立を目指している．研究代表者が独自に開発した末梢血管剛性計測法(Scientific Reports, 2018)とfMRIによる脳活動計測法を用い，主観疼痛－脳活動―末梢交感神経活動の関係性を実験的に解明し，その関係をモデル化する．
昨年度までに22名の被験者に対し，3段階（弱・強弱ランダム・強）の疼痛予期キューの後に2段階の疼痛刺激（弱・強）を提示し，主観評価，末梢交感神経指標である末梢血管剛性，および，脳活動を同時計測した．令和３年度は，これらの計測データを用い，疼痛予期と刺激時における末梢血管剛性の低周波成分βLFと脳活動との関係を解析した．まず，主観評価を解析した結果，疼痛予期において弱，ランダム，強刺激キューの順に不安度が増加することが明らかになった（p < 0.05）．つぎに，脳活動を解析した結果，疼痛予期時には島と視床，刺激時には島と第一次体性感覚野が賦活していることが明らかになった．これらの部位はいずれも疼痛関連領野として知られている．最後に脳活動とβLFの相関解析を行った．疼痛予期時においては，-1秒時間シフトしたβLFの時系列信号が情動と疼痛認知に関連している島や前帯状皮質，腹外側前頭前野，背外側前頭前野のBOLD信号と有意に正相関した(p(FWE) < 0.05)．疼痛刺激時においては，-1秒時間シフトしたβLFの時系列信号が疼痛強度に関連している第一次体性感覚野のBOLD信号と有意に正相関した(p(FWE) < 0.05)．これらの結果は，本研究によって提案したβLFが疼痛予期時の情動や疼痛刺激強度を反映する可能性を示しており，本研究課題によって主観疼痛－脳活動―末梢交感神経活動の関係が初めて明らかになった．
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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