| 研究課題/領域番号 |
19H04460
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
塚本 哲 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (90511460)
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| 研究分担者 |
中川 桂一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00737926)
川内 聡子 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 生体情報・治療システム研究部門, 准教授 (20506505)
佐藤 俊一 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 生体情報・治療システム研究部門, 教授 (90502906)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
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| キーワード | 極短音響パルス / 細胞内Ca2+濃度 / マウス / 脳 / 音響パルス / アストロサイト / 細胞内Ca2+濃度上昇 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳にある神経細胞を刺激して脳の神経活動を調整するニューロモジュレーションを実現する技術として，脳深部まで刺激でき，かつ非侵襲な音響刺激法に期待が寄せられています．私たちは，複雑な音響条件によって生じる打ち消し効果が比較的少ないと期待される音響パルスに着目し，それによって安定してニューロモジュレーションが実現できるかどうか，検証を進めます．
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| 研究成果の概要 |
ニューロモジュレーションは，脳にある神経細胞を刺激して脳の神経活動を調整することにより，疼痛や不随意運動，重度なうつ病などを治癒する．本研究を通じ，極短音響パルスを発生させる機構として安定性と多照射性を兼ね備えた黒インク流体作動流路を考案し，極短音響パルスのエネルギ流速を制御する方法としてパルスあたりのエネルギに加えてパルス回数でも検証できるようにした．さらに極短音響パルスの照射と蛍光観察を両立できる機構も開発した．マウスの脳に極短音響パルスを照射すると細胞内Ca2+濃度が上昇するが副作用も生じた．この副作用はパルスあたりのエネルギを制御するよりもパルス回数を制御する方が低減された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的な意義として，極短音響パルスを発生させる機構として安定性と多照射性を兼ね備えた黒インク流体作動流路を考案したこと，極短音響パルスの照射と蛍光観察を両立できる機構を開発したこと，それらにより極短音響パルスによって脳に生じる副作用を低減するのにはパルスあたりのエネルギよりもパルス回数で極短音響パルスのエネルギ流束を制御した方が有望であることを示唆した点が挙げられる．また社会的な意義として，極短音響パルスによる治療で想定される副作用とそれの回避法を初めて示した点が挙げられる．
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