Study on neural mechanism of swallowing by imaging

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03850
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57010:Oral biological science-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Junichi Nakai 東北大学, 歯学研究科, 教授 (80237198)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒田 晶子 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00266082) ; 安藤 恵子 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (40221741) ; 中村 卓史 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (90585324)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 呼吸 / 嚥下 / イメージング / Munc18-1 / バリン / 感覚 / 唾液腺 / 舌運動

Outline of Final Research Achievements

Elderly people are prone to aspiration pneumonia, but the mechanisms of respiration and swallowing that underlie aspiration pneumonia, particularly the neural circuit mechanisms involving the crosstalk between respiration and swallowing, have not yet been fully elucidated, and elucidation of these mechanisms is an urgent task. Analysis of the neural circuits involved in respiration and swallowing revealed that agglutination occurs within the cell body of GABA neurons, resulting in abnormal neural activity (convulsions). In addition, the effects of D-valine and L-valine on tongue and respiratory movements were examined, and it was found that D-valine induced more frequent tongue movements than L-valine. This study clarifies the basis of respiration and swallowing, and serves as a basis for preventing aspiration.

Free Research Field

分子神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高齢化が進む我が国において、肺炎は死亡率第3位となっている。高齢者の肺炎のうち、７割以上が誤嚥性肺炎によるものである。呼吸と嚥下は密接に関連していることがわかっている。本研究は、呼吸と嚥下のクロストークを含む神経回路機構を解明するものであり、嚥下中枢と呼吸中枢とのクロストークの神経機構が解明され、嚥下による気道防衛の機構の解明が進んだ。本研究で得られる呼吸・嚥下機構に関する基礎生理学的成果を誤嚥性肺炎の予防、治療や、リハビリに役立てることにより、健康長寿社会の実現に貢献する。また、呼吸や嚥下運動を円滑に行うための医薬品の開発につながる可能性がある。