Analysis and creation of hyper-adaptivity by synthetic synaptic connection and micro-environmental control

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Hyper-adaptability for overcoming body-brain dysfunction: Integrated empirical and system theoretical approaches
• Project/Area Number: 22H04786
• Research Institution: Aichi Medical University
• Principal Investigator: 武内 恒成 愛知医科大学, 医学部, 教授 (90206946)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 超適応 / 再生医療 / 脊髄損傷

Outline of Annual Research Achievements

本研究では既存の脊髄損傷モデルマウスの生理的回復スピードと修復度合を遥かに凌駕するマウスの作製を試みてきた。再生阻害因子コンドロイチン硫酸(CS)の不活性化に加えて、シナプス形成因子シナプスコネクターの導入を同時に行った。　さらに、回復個体にリハビリテーションを組み合わせ、損傷後の神経組みかえを促進させ、損傷からの迅速な回復を達成することに挑んだ。この急速回復モデル作成とともに、その運動回復過程の解析に初めてAIモーションキャプチャーを取り入れた新規画像解析システムを確立し、急速な神経組みかえに対応する特徴的な行動変化・要素を抽出システム構築を次年度に向けての目的としている。ここでは、シナプスコネクター導入およびT1ASOにより顕在化する行動の抽出を行う。そのパターン行動に対して、電気生理学的解析や組織化学的解析を併せて検討し、損傷後回復過程でのシナプス組み換え再編の超適応化の考察を進められるシステムをAIを導
入することによって構築をすすめた。これは、脊髄損傷回復における、機能改善で効果的回復を見せる生理機能の抽出に、また今後の治療方針への糸口を与えるものであると考える。

Current Status of Research Progress

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

Reason

計画していた研究は、機材導入の遅れなどもあったが、他の生理機能抽出系なども利用して計画通りに進捗することに注力した

Strategy for Future Research Activity

リハビリテーションのシステムの積極的導入と、損傷からの迅速な回復を達成することとともに、その運動回復過程の解析に初めてAIモーションキャプチャーを取り入れた新規画像解析システムを確立させて、ヒトへ外挿できるシステムへと展開させて新しい方法論へと、当研究課題からつなげることを一つの方策としている。さらに、シナプスコネクターを用いての急速な神経組みかえに対応する特徴的な行動変化・要素を抽出システム構築を推進する。電気生理学的解析や組織化学的解析を併せて検討し、損傷後回復過程でのシナプス組み換え再編の超適応化の考察を進められるシステムをAIを導入することによって構築を試みる。