| 研究課題/領域番号 |
23K21713
|
|---|
| 補助金の研究課題番号 |
21H03532 (2021-2023)
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分61060:感性情報学関連
|
|---|
| 研究機関 | 第一工科大学 (2023-2024)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2021-2022) |
|---|
研究代表者 |
高島 一郎 第一工科大学, 工学部, 教授 (90357351)
|
|---|
| 研究分担者 |
冨永 貴志 徳島文理大学, 神経科学研究所, 教授 (20344046)
渡辺 由美子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (20425739)
梶原 利一 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (60356772)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
|
| 配分額 *注記 |
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2025年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
|
|---|
| キーワード | 心拍 / 脳血流 / 感覚応答 / 光計測 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、動物モデルでの神経活動計測を主軸とし、心拍周期と感覚刺激のタイミングを操作する多角的な実験アプローチを用いて、心拍動が脳神経活動を調節するメカニズムを解明する。動物実験での現象理解に留まらず、心拍を用いた痛みの低減といった課題や、情動記憶形成の課題等においてヒト実験への展開を図り、感性計測に関する基盤技術の構築を目指す。
|
| 研究実績の概要 |
本研究では、心拍動が神経活動を調整するメカニズムを、動物モデルおよびヒト実験により解明を試みる。ドーパミン欠損モデルラットを利用した実験では、モデル動物に見られる感覚過敏症状の定量評価を経て、心拍周期に依存して変化する感覚刺激に対する触覚閾値ならびに大脳皮質感覚野における神経応答を行動学的・電気生理学的手法により記録してそのデータ解析を進めている。また、心拍による脳血流は脳温度と密接な関係があることから、本年度は新たに脳の温度に着目する実験アプローチを試みた。ペルチエデバイスを用いて大脳皮質の温度を精密に制御しながら皮質の神経応答を記録できる測定システムを構築し、ラット前肢への感覚刺激に対する皮質応答を調べた。その結果、皮質温度の変化に伴い感覚応答が大きく変化することが明らかとなった。さらに薬理学的手法により、こうした神経応答変化の背景には、GABA作動性抑制系が温度変化に対して高い感受性を持つことが主な要因であることが示唆された。以上の結果をまとめて論文発表行った。また、動物実験と並行し、本年度はヒト実験系の構築を行った。対向する複数のヒトの心拍動を同時モニタリングし、その情報に基づき感覚刺激のタイミング信号を同期制御して生成する実験系を完成させた。手指への触覚刺激に加え、他の感覚モダリティも利用するタスク課題をデザインし、心拍－時間窓感覚フィルタリング仮説を検証するための予備実験を開始した。
|
| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
当初の研究計画では、ヒト実験にて得られた結果を解析し、実験条件を神経活動の直接記録が可能な動物実験系に落とし込み、心拍による感覚フィルタリング機能の背景となる神経基盤の解明に進める段階である。現在までに、動物実験系では様々な実験アプローチを取り入れて準備が整っているものの、ヒトでの心拍時間窓実験を開始した段階のため、計画全体としてはやや遅れている状況にある。
|
| 今後の研究の推進方策 |
動物モデルを用いる実験は順調に進行しているため、実験を継続してデータの蓄積・解析を進めるとともに、得られた結果をまとめて学会・論文発表による成果発信を行う。今後は、神経応答計測を中心とした実験と並行し、心拍タイミングの情報を利用して、神経活動を調節する介入技術の開発および検証へと実験を展開する計画である。実験動物を利用し、経頭蓋電気刺激法による除痛効果と心拍数の関係の解析や、迷走神経刺激法に心拍タイミング情報を利用する手法の効果検証を計画している。一方、ヒトでの心拍時間窓の解析は予備実験の結果を基に課題を厳選して研究を加速し、データの蓄積と解析を進める。
|
