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脳血管反応を抑制した際の行動学習への影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 22K07317
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分51010:基盤脳科学関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

正本 和人  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (60455384)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード神経血管連関 / 脳微小循環 / 光イメージング / 大規模画像解析 / 大脳毛細血管 / 実験動物 / 二光子顕微鏡 / ビックデータ解析 / Stall現象 / 加齢 / 認知症 / 神経血管アンカップリング / 血管新生
研究開始時の研究の概要

認知症に対する画像診断技術は飛躍的に向上したが、認知症を根本的に治療する術はない.認知症を克服するために最も有効な対処法は、認知症の発症を阻止する予防法の確立である.これまでに認知症の発症要因の一つとして、脳血管機能の慢性的な低下が関与することが分かっている.このことは、認知症の潜伏期において脳血管機能を正常化し、生理的範囲で脳血流を維持することで、認知症の発症を予防することができる可能性を示唆する.そこで本研究では、脳の微小血管の血管反応性を制御し、標的となる脳微小血管が支配する脳領域での脳神経活動および個体の行動学習の変化を直接評価する。

研究成果の概要

本年度は睡眠時無呼吸症候群による脳血流の低下に関わるメカニズムの一つを解明しました.動物実験により間欠性低酸素への曝露により脳微小血管の静脈側が顕著に収縮することがわかりました.また薬理実験の結果より脳実質内で放出される液性の収縮因子が脳血流の低下に関与することを見出しました.また指先の毛細血管の観察において組織側の光反射に関する時系列データには血管内皮機能に関わる信号成分が含まれていることがわかりました.

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳神経活動に影響することなく脳の血流をピンポイントで制御する技術を開発した.本技術は,操作する血管の部位とタイミングを任意に選択することが可能であり,従来の技術的制約を解決した.本手法により壁細胞を活性化することで脳実質毛細血管を特異的に収縮できることを示した.この毛細血管の収縮により,静脈側の毛細血管で血行動態の制御が可能であることが示された.静脈側の毛細血管の収縮は繰り返しの低酸素曝露によっても引き起こされ、慢性的な状態では認知機能が低下することが示された.薬理実験の結果,脳実質毛細血管の収縮を抑制することで脳血流および神経血管カップリングは保護されたが認知機能の回復は認められなかった.

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2025 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 15件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Optical Imaging of Microvascular Function in the Brain2025

    • 著者名/発表者名
      Masamoto Kazuto
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics

      巻: 31 号: 4: Adv. in Neurophoton. for Non ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/jstqe.2025.3550356

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microfluctuations in Capillary Lumens Independent of Pericyte Lining Density in the Anesthetized Mouse Cortex2024

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Hiroki、Murata Juri、Unekawa Miyuki、Kanno Iwao、Izawa Yoshikane、Tomita Yutaka、Tanaka Kenji F.、Nakahara Jin、Masamoto Kazuto
    • 雑誌名

      Microcirculation

      巻: 31 号: 8

    • DOI

      10.1111/micc.12885

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acceleration of the Development of Microcirculation Embolism in the Brain due to Capillary Narrowing2023

    • 著者名/発表者名
      Murata Juri、Unekawa Miyuki、Kudo Yuya、Kotani Maho、Kanno Iwao、Izawa Yoshikane、Tomita Yutaka、Tanaka Kenji F.、Nakahara Jin、Masamoto Kazuto
    • 雑誌名

      Stroke

      巻: 54 号: 8 ページ: 2135-2144

    • DOI

      10.1161/strokeaha.122.042416

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Capillary responses to functional and pathological activations rely on the capillary states at rest2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Hiroki、Takeda Hiroshi、Takuwa Hiroyuki、Ji Bin、Higuchi Makoto、Kanno Iwao、Masamoto Kazuto
    • 雑誌名

      Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism

      巻: 未定 号: 6 ページ: 271678231156372-271678231156372

    • DOI

      10.1177/0271678x231156372

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatiotemporal analysis of blood plasma and blood cell flow fluctuations of cerebral microcirculation in anesthetized rats2022

    • 著者名/発表者名
      Niizawa Tomoya、Sakuraba Ruka、Kusaka Tomoya、Kurihara Yuika、Sugashi Takuma、Kawaguchi Hiroshi、Kanno Iwao、Masamoto Kazuto
    • 雑誌名

      Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism

      巻: 43 号: 1 ページ: 138-152

    • DOI

      10.1177/0271678x221125743

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脱水時のラット大脳微小循環における血球分配の不均質性2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木大樹,小谷真穂,正本和人
    • 学会等名
      第67回日本脳循環代謝学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 間欠性低酸素曝露による脳微小血管構造の変化2024

    • 著者名/発表者名
      三浦天子,畝川美悠紀,冨田 裕,菅野 巖,伊澤良兼,中原 仁,正本和人
    • 学会等名
      第67回日本脳循環代謝学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] マウスの体温変化による認知行動・脳血流応答への影響2024

    • 著者名/発表者名
      久保田成之,井上幹太,和田悠佑,矢野祐希,吉田智毅,大下雅昭,正本和人:
    • 学会等名
      第67回日本脳循環代謝学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] ボロノイ図を用いたマウス大脳ミクログリアの空間動態解析:空間分布と遊走能の評価2024

    • 著者名/発表者名
      工藤雄也,鈴木大樹,畝川美悠紀,冨田 裕,菅野 巖,伊澤良兼,中原 仁,正本和人
    • 学会等名
      第67回日本脳循環代謝学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 社会的交流による脳血流の変動および賦活応答への修飾効果2024

    • 著者名/発表者名
      馬場千聞,和田悠佑,大下雅昭,正本和人
    • 学会等名
      第30回医用近赤外線分光法研究会・第28回酸素ダイナミクス研究会(第5回合同研究会)
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 局所脳虚血後の脳微小血管リモデリングの評価2024

    • 著者名/発表者名
      山口雅乃,三浦天子、畝川美悠紀、冨田 裕、菅野 巖、伊澤良兼、中原 仁、正本和人
    • 学会等名
      第30回医用近赤外線分光法研究会・第28回酸素ダイナミクス研究会(第5回合同研究会)
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 脳における機能的充血の抑制による行動学習への影響2024

    • 著者名/発表者名
      和田悠佑,矢野祐希,村田樹里,馬場千聞,大下雅昭,畝川美悠紀,伊澤良兼,菅野 巖,冨田 裕,田中謙二,中原 仁,正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第 36回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 脳における赤血球動態の解析2024

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第 36回バイオエンジニアリング講演会 脳の循環と機能のバイオメカニクス
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spatiotemporal structure of spontaneous fluctuations in brain capillary diameter in the anesthetized mouse cortex.2024

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Suzuki, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      第 49 回日本微小循環学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantitative characterization of the microglial response to chronic hypoxia in the mouse cortex.2023

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kudo, Takuma Sugashi, Hiroya Yuki, Naoto Soga, Miyuki Unekawa, Yutaka Tomita, Yoshikane Izawa, Jin Nakahara, Iwao Kanno, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The smallest unit of capillary activity in the somatosensory cortex of awake mouse.2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Suzuki, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      The12th World Congress of Microcirculation
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical imaging and manipulation of brain capillary flow.2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Online Symposium of the Korea Society for Cerebral Blood Flow and Metabolism
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatiotemporal manipulation of capillary network flow.2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      The 12th World Congress of Microcirculation
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Presidential Lecture 1: Imaging and quantification of cerebral microcirculation dynamics.2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      International Society on Oxygen Transport to Tissue (ISOTT) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脳微小循環における脱水時の毛 細血管流れの停滞.2023

    • 著者名/発表者名
      小谷 真穂, 正本 和人, 大下 雅昭
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ミクログリアの個性を示す画像化手法の提案:生体二光子顕微鏡による検討.2023

    • 著者名/発表者名
      工藤雄也, 須貸拓馬, 結城浩弥, 曽我直人, 畝川美悠紀, 冨田 裕, 伊澤良兼, 中原 仁, 菅野 巖, 正本和人
    • 学会等名
      第66回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳微小循環の光計測2023

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第 29 回医用近赤外線分光法研究会・第 27 回酸素ダイナミクス研究会 合同研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱水時の脳微小循環動態の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      小谷真穂, 大下雅昭, 正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第 35 回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス大脳ミクログリア画像に基づいた構造及び機能推定2023

    • 著者名/発表者名
      工藤雄也, 須貸拓馬, 鈴木大樹, 正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第 35 回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳血管による神経情報の伝播2023

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト指先毛細血管動画像における輝度の揺らぎに関する特徴抽出2023

    • 著者名/発表者名
      山下愛乃,除村康太,三浦一郎,河越景史,大下雅昭,正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第 35 回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Capillary constriction enhances microcirculation embolism in the mouse cortex.2023

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kudo, Juri Murata, Miyuki Unekawa, Iwao Kanno, Yoshikane Izawa, Yutaka Tomita, Kenji F. Tanaka, Jin Nakahara, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Neurovascular Unit Conference 2023 ”US-Japan Joint Workshop on the Neurovascular Unit"
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of environmental temperature on cognitive behavioral performance and cerebral hemodynamics.2023

    • 著者名/発表者名
      Kanta Inoue, Yuki Yano, Yusuke Wada, Masaaki Oshita, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Neurovascular Unit Conference 2023 ”US-Japan Joint Workshop on the Neurovascular Unit"
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Capillary diameter variabilities at rest and responses to functional and pathological activations in the mouse somatosensory cortex.2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Suzuki, Hiroshi Takeda, Hiroyuki Takuwa, Iwao Kanno, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Neurovascular Unit Conference 2023 ”US-Japan Joint Workshop on the Neurovascular Unit"
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Red blood cell flow dynamics at the bifurcation of capillaries under normal and dehydration conditions in the anesthetized rat cortex.2023

    • 著者名/発表者名
      Maho Kotani, Tomoya Niizawa, Ruka Sakuraba, Masaaki Oshita, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Neurovascular Unit Conference 2023 ”US-Japan Joint Workshop on the Neurovascular Unit"
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhanced red blood cell aggregation and capillary flow stall under dehydration in the rat brain microcirculation.2023

    • 著者名/発表者名
      Maho Kotani, Masaaki Oshita, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      第48回 日本微小循環学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimating the minimum functional unit of the cerebral capillaries for neural activation in the mouse somatosensory cortex.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Suzuki, Hiroshi Takeda, Hiroyuki Takuwa, Iwao Kanno, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Network analysis for pathway-dependent brain capillary responses to neural activation in the mouse somatosensory cortex.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Suzuki, Hiroyuki Takuwa, Makoto Higuchi, Iwao Kanno, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      International Society on Oxygen Transport to Tissue (ISOTT) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatiotemporal changes in capillary diameters at rest and during neural activation in the somatosensory cortex of awakened mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Suzuki, Takuma Sugashi, Hiroshi Takeda, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Animal models to investigate cognitive dysfunctions induced by cerebrovascular disorders.2022

    • 著者名/発表者名
      Kanta Inoue, Yuki Yano, Maho Kotani, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Increased microembolism caused by capillary constriction in the brain.2022

    • 著者名/発表者名
      Maho Kotani, Juri Murata, Miyuki Unekawa, Iwao Kanno, Yutaka Tomita, Kenji F Tanaka, Jin Nakahara, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳微小循環動態の可視化と操作2022

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第65回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 体温変化による認知機能及び脳血行動態への影響2022

    • 著者名/発表者名
      井上幹太、矢野祐希、和田悠佑、吉田智毅、大下雅昭、正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳微小血管の収縮による微小循環抵抗の増大2022

    • 著者名/発表者名
      工藤雄也、村田樹里、小谷真穂、畝川美悠紀、伊澤良兼、菅野 巖、冨田 裕、田中謙二、中原 仁、正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 体性感覚刺激に応答する毛細血管機能最小単位2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木大樹, 田桑弘之, 樋口真人, 菅野巌, 正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた脳血流の操作2022

    • 著者名/発表者名
      矢野祐希、村田樹里、小谷真穂、畝川美悠紀、伊澤良兼、菅野 巖、冨田 裕、田中謙二、中原 仁、正本和人:
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳微小血管の収縮による微小塞栓の形成2022

    • 著者名/発表者名
      工藤雄也、村田樹里、小谷真穂、畝川美悠紀、伊澤良兼、菅野 巖、冨田 裕、田中謙二、中原 仁、正本和人
    • 学会等名
      第65回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境温度による認知学習機能と脳血行動態への影響2022

    • 著者名/発表者名
      井上幹太、矢野祐希、和田悠佑、吉田智毅、大下雅昭、正本和人
    • 学会等名
      第65回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経血管連関における大脳毛細血管応答の最小機能単位長さの推定2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木大樹、田桑弘之、樋口真人、菅野 巖、正本和人
    • 学会等名
      第65回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 認知学習実験における温度環境の影響2022

    • 著者名/発表者名
      井上幹太、矢野祐希、和田悠佑、吉田智毅、大下雅昭、正本和人
    • 学会等名
      第28回医用近赤外線分光法研究会・第26回酸素ダイナミクス研究会合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス脳内神経賦活時の毛細血管応答に関する構造単位の推定2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木大樹、田桑弘之、樋口真人、菅野 巖、正本和人
    • 学会等名
      第28回医用近赤外線分光法研究会・第26回酸素ダイナミクス研究会合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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