麻酔薬が大脳皮質興奮性に及ぼす影響についての二連発感覚刺激を用いた解析

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26460329
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 藤木 通弘 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 教授 (80334928)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 広明 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 助教 (10369051)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 体性感覚誘発電位 / 電流源密度推定法 / マイクロダイアリーシス

Outline of Annual Research Achievements

具体的内容：平成２５年度までにおこなった基盤研究（C）「二連発刺激による誘発電位を用いた麻酔深度・睡眠深度の新しい評価方法の開発」の研究成果として、二連発の感覚刺激の刺激間隔が300 ms未満の場合、麻酔深度を深くするにつれて、二発目の刺激に応じた体性感覚誘発電位の振幅が一発目の刺激に応じた振幅より、より強く低下する現象を見いだした。これを二発目の刺激に応答する振幅と一発目の刺激に応答する振幅の比でみると、麻酔深度が深くなると誘発電位の振幅比が低下するという現象であると言い換えられる。この発見は、客観的な麻酔深度の評価方法の開発につながる可能性があると同時に、麻酔薬による大脳皮質神経細胞の興奮性変化の生理学的な理解を深めることにおいて重要であると考えられる。平成２６年度は当初の計画に従い、上記の現象が感覚野の皮質層のどの部分で観察されるのかを、電流源密度推定法を用いて確認する実験のセットアップ、具体的にはミシガンプローブを用いた記録を安定して得るための工夫、記録、解析のためのソフトウェアの開発などをおこなった。また、日本生理学会等で関連する情報の収集をおこなった。
意義及び重要性：上記の誘発電位の振幅比における現象は、皮質への連続入力が高頻度になると、麻酔などによって皮質の興奮性が低下した場合には、その入力に対して十分に応答できなくなることを示している。これは皮質の興奮性を左右するメカニズムそのものに深く関わっている可能性も考えられ、麻酔や睡眠などによって皮質の興奮性が低下し、意識レベルが低下する機構を理解するために重要な研究であると考えている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成２６年度はミシガンプローブを用い電流源密度測定実験のセットアップをおこなった。実験方法としては、セボフルラン麻酔およびベンチレータによる呼吸管理下の正常ラットに、正中神経刺激のための電極を前肢末端に設置し、さらに脳定位固定装置に固定後、刺激と体側の刺激部位と対応する体性感覚野上の頭蓋骨にドリルで穴を開け硬膜を切開し、電流源密度推定法のための多チャンネル電極（ミシガンプローブ）を体性感覚野皮質に刺入して遠隔電場電位を記録した。実験を重ねてはいるものの、安定した記録を行うための実験系を整えること、また記録・解析用ソフトウェアの開発に時間がかかっており、当初の計画よりは遅れている状況である。

Strategy for Future Research Activity

平成２７年度は実験系を安定させたうえで、計画の遅れを取り戻すよう研究を推進していく予定である。平成２６年度に行う予定であった、麻酔深度を深くすることで振幅比が低下する現象が、体性感覚野の皮質層のどの部分に現れているのか、またどこに起因して現れているのかについての探索に加え、平成２７年度に行う予定である、感覚刺激の頻度と皮質の反応性の詳しい検討も合わせて行う予定である。また実験をより安定して行うための情報収集目的で、多チャンネル電極を用いた電流源密度推定法を行っている他の研究者の研究の見学を計画している。

Causes of Carryover

実験計画の遅れもあり、平成２６年度に購入する予定であった物品や消耗品等の購入が予定に満たなかったため次年度使用額が生じている。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成２６年度に購入する予定であった物品や消耗品等は、平成２７年度の実験を遂行し研究計画の遅れを取り戻すなかで、改めて購入することにしている。