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2020 Fiscal Year Research-status Report

神経系細胞の増殖を活性化させるための磁気の制御方法、及び脳・運動機能再建システム

Research Project

Project/Area Number 20K11209
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

藤木 稔  大分大学, 医学部, 教授 (90231563)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsmagnetic stimulation / high frequency burst / ribosomal protein S6 / PI3K/Akt pathway / immediate early genes / c-fos / Arc / phospho-specific
Outline of Annual Research Achievements

本研究は脊髄損傷治療における基礎研究を網羅的に統括する。脊髄損傷治療の基礎研究は多岐であり、動物モデルを使用した様々なアプローチで運動機能の回復が多数報告されている。一方、臨床の現場では様々な手法によるリハビリテーションによる運動機能回復が報告されている。本特許技術のヒトへの臨床応用を見据え、運動機能回復のための最適な組み合わせと本法・既報の安全性に関する網羅的研究遂行の解が本研究の学術的「問い」である。今年度は申請者の『皮質脊髄路再生の特許技術』が有効・安全たるかの検証を行った。今後既報基礎研究と臨床現場発リハビリテーション手法の組み合わせの運動機能回復に最適な条件を網羅的に検証し、本技術の可能性を総括する。研究協力者StewardはPTEN deletionが脊髄損傷後皮質脊髄路再生(J.Neurosci.2014, Nat Neurosci.2010)を、申請者の2特許(①JP 2012-187149A)および(②JP 2012-341 A)実用化が生んだ新たな特許(③申請中;神経系細胞の増殖を活性化させるための磁気の制御方法、及び脳・運動機能再建システム)はこれと相同の効果を実験的に示した。この神経活動依存的可塑性誘導を可能にする渦電流収束磁気刺激装置は(1)コイル直下渦電流強度比で既存法の約30倍で、(2)刺激局在性を100倍に著増しrat 脳mappingまでも可能、(3)任意の深部任意のパターンで刺激可能で電気刺激並みの高出力・高解像度を磁気刺激で可能にする。今後これらを総合し本特許技術の非劣性/安全性を既報と網羅検証する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

『皮質脊髄路再生の特許技術』がribosomal protein S6を活性化し、 PI3K/Akt pathway, immediate early genes, c-fos, Arcと相互作用を有することを分子生物学的に示した。

Strategy for Future Research Activity

この神経活動依存的可塑性誘導を可能にする渦電流収束磁気刺激装置が任意の深部任意のパターンで刺激可能で電気刺激並みの高出力・高解像度を磁気刺激で可能にし、本特許技術の非劣性/安全性を既報と網羅検証する。

  • Research Products

    (2 results)

All 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Non-invasive High Frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (hfrTMS) Robustly Activates Molecular Pathways Implicated in Neuronal Growth and Synaptic Plasticity in Select Populations of Neurons.2020

    • Author(s)
      Fujiki M, Matsudaira KY, Steward O
    • Journal Title

      Front. Neurosci

      Volume: 16 Pages: 558

    • DOI

      10.3389/fnins.2020.00558. eCollection 2020.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Continuous Theta-Burst Stimulation Intensity Dependently Facilitates Motor-Evoked Potentials Following Focal Electrical Stimulation of the Rat Motor Cortex.2020

    • Author(s)
      Fujiki M, Kawasaki Y, Fudaba H
    • Journal Title

      Front. Neural Circuits

      Volume: 29 Pages: 3389

    • DOI

      10.3389/fncir.2020.585624. eCollection 2020.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

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