| 研究課題/領域番号 |
18K09353
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| 研究機関 | 京都府立医科大学 |
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研究代表者 |
杉山 庸一郎 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50629566)
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| 研究分担者 |
梅崎 俊郎 国際医療福祉大学, 保健医療学部, 教授 (80223600)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 喉頭 / 嚥下 / 神経生理 |
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| 研究実績の概要 |
嚥下障害の克服とくに高齢者や脳血管障害含めた多くの嚥下障害患者にとって嚥下惹起障害は致命的な病態である。球麻痺ふくめた運動出力障害は手術やその他代償嚥下法などで摂食機能改善が可能となるのに比べ、感覚障害はそれがどのレベルで生じるにせよ、改善手段がほとんどないのが現状である。その難題に取り組んだ研究が当該研究である。干渉波電気刺激は痛み刺激を伴わず、深部の感覚刺激を可能とする刺激法で、嚥下障害患者への応用が報告されつつある。しかし、理論的基盤がほとんどなく、臨床応用が先行してしまっていることが危惧される。すなわち、ヒトで嚥下障害に対する改善効果が示されても、それがどのレベルで、どのような効果をもって嚥下機能改善に貢献するのかについて基礎的検証がなされていない状態で臨床応用が進んでしまっているのである。これは本質的に嚥下を制御している中枢への影響やその限界、さらには刺激の適正化という点でも好ましくない。そこで本研究では嚥下惹起障害に干渉波電気刺激が効果的であるかどうかを動物実験モデルで検証した。動物実験用に特別に作製した干渉波電気刺激装置を用い、除脳非動化モデル動物を用いて干渉波電気刺激による嚥下惹起促通効果について検討した。その結果、干渉波電気刺激は咽頭喉頭感覚神経を経由して脳幹に存在する孤束核という内臓求心性入力の一次到達領域に情報が伝達され、嚥下惹起性を改善する可能性が示唆された。また、灌流モデル動物を用いて、嚥下惹起のための上喉頭神経刺激、経口注水刺激および嚥下運動モニタリングのための迷走神経、舌下神経、横隔神経活動記録、そして、嚥下関連ニューロン記録を確立した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
小動物に用いることができる干渉波電気刺激装置を除脳非動化モデル動物の皮膚に設置し、上喉頭神経電気刺激を嚥下惹起として利用した。上喉頭神経電気刺激開始時から嚥下関連反回神経活動までの潜時の変化を干渉波電気刺激の有無とその強度により解析した。上喉頭神経電気刺激は嚥下惹起遅延モデルを模倣するために嚥下が起きる閾値に近い刺激強度で刺激した。そのため、上喉頭神経電気刺激開始時から実際の嚥下惹起が起きるまでの時間すなわち潜時は長くなる。その状態で干渉波電気刺激を加えると、嚥下惹起までの潜時が短縮する傾向がみられた。そして、孤束核の機能を抑制することで、その干渉波電気刺激効果が減弱した。孤束核は咽頭喉頭感覚入力の伝達領域であり、孤束核に到達した感覚入力が蓄積して嚥下を惹起するのであるから、この結果は干渉波電気刺激装置が嚥下惹起に必要な刺激をサポートしているという仮説を補佐する結果となった。また嚥下関連ニューロンの記録を行いながら、干渉波電気刺激による応答様式を検討した。すると多くのニューロンで干渉波電気刺激による応答がみられた。従って、干渉波電気刺激は嚥下セントラルパターンジェネレーターに影響を及ぼす可能性が示唆された。また、人工脳脊髄液により経動脈的に定流量で灌流した動物を用い、嚥下惹起、嚥下活動記録、嚥下パターンジェネレーターニューロン記録を確立した。灌流液に様々な薬物を注入あるいは脳幹内に微少注入することにより嚥下惹起性や活動様式の変化を解析した。
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| 今後の研究の推進方策 |
干渉波電気刺激は咽頭喉頭を刺激し、脳幹の孤束核にその情報が伝達され嚥下惹起を促通させることが示された。また、干渉波電気刺激は嚥下関連ニューロンの一部に伝達され、嚥下セントラルパターンジェネレーターに影響を及ぼす可能性が示唆された。様々な薬剤による嚥下促通効果を検討するために、灌流動物モデルによる嚥下活動記録を可能とした。嚥下関連ニューロンの記録を行いながら、灌流液への薬剤投与または脳幹のターゲットとする領域への薬剤微少注入により嚥下セントラルパターンジェネレーターへの薬剤の効果について研究を継続する予定である。灌流モデルにおける嚥下活動記録については概ね成功している。一部の領域において、薬剤微少注入による嚥下動態への影響や、灌流液への薬剤投与による嚥下惹起性の検討は行っている。今後はそれら候補となる薬剤を取捨選択していき、効果的と思われる薬剤および投与法を用いた嚥下促通効果および嚥下関連ニューロンの活動様式の変化について検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
前年度までの研究遂行に関しては当初の予定通り進行し、順調な成果を認めている。一方では、嚥下改善に関わる薬剤効果の検証や灌流動物モデルを用いたニューロン記録による評価について、評価途上である。これらの項目を検証するために用いる記録機器や神経作動薬含めた複数の嚥下改善効果が期待される薬剤の購入については前年度までに計画していたが、本年度施行予定の実験に合わせて次年度使用額として補填することとした。
安定したニューロン記録のための微小電極作成機器や信号増幅器、神経作動薬剤の追加購入のための追加資金などに充てる予定である。
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