非ヒト霊長類を用いた時間干渉による低侵襲脳局所刺激法の開発とその神経基盤の解明

• Project/Area Number: 22K12745
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90030:Cognitive science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 鴻池 菜保 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (80645169)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 霊長類 / 電気刺激 / 非侵襲 / 脳局所刺激 / マーモセット / ECoG / 聴覚応答 / 局所脳刺激 / 認知機能 / 神経活動記録 / 脳刺激法 / コモンマーモセット / マカクサル

Outline of Research at the Start

本研究は非ヒト霊長類であるコモンマーモセットおよびマカクサルを用い、交流電流を利用して脳に直接侵襲を与えることなく、脳の深部を含めた局所の神経活動を修飾できる新しい脳局所刺激法である時間干渉刺激法を用いた脳局所刺激法を確立することを目的とする。脳局所刺激中の覚醒下のサルの大脳皮質から神経活動を記録することで、時間干渉刺激法の脳への作用メカニズムを解明する。さらに、認知課題を遂行中のサルの前頭葉をこの手法で刺激することで、特定の周波数刺激が脳の高次機能へ与える影響を調べる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、非ヒト霊長類を対象として時間干渉電気刺激法を用いて低侵襲もしくは非侵襲的に脳深部の局所刺激をおこなう新たな手法を確立することを目的としている。標的とした脳局所の活動をこの電気刺激法で操作できているかを確認するため、刺激と同時に聴覚野に埋め込んだ皮質脳波（ECoG）電極から聴性定常反応を記録することを予定している。そのための準備として、複数の小型霊長類へのECoG電極の埋め込みをした。また、聴覚刺激に対する聴覚野の応答を記録し、聴覚刺激の周波数やインターバルなどのパラメータを変化させることで神経応答がどのように変化するかの基礎的なデータを取得した。また、海外機関の研究協力者の研究室において、死後脳およびげっ歯類脳を用いて頭蓋の外に設置する刺激電極の位置と、電気刺激される脳内の標的領域の大きさや位置との関係をシミュレーション解析にて検討した。この研究協力者2名を招聘し、オンサイトで研究打ち合わせと実験装置や設備の確認をおこなった。次年度にヒト臨床用の刺激装置を用いた共同実験を予定している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

聴覚野からの神経記録の基礎データが得られ、刺激パラメータの絞り込みもできてきたため。

Strategy for Future Research Activity

次年度は脳内に記録電極を埋め込んだマーモセット個体を用いて、頭蓋外に刺激用の電極を設置し、電気刺激を試みる。刺激電極の位置や刺激パラメータを変えることにより標的領域のサイズや位置などを調整する。さらに、聴覚過敏や耳鳴り、幻聴等の聴覚野過活動にともなう障害への治療応用について模索する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] エクス＝マルセイユ大学(フランス)