| 研究課題/領域番号 |
26242040
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
高橋 宏知 東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (90361518)
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| 研究分担者 |
川合 謙介 自治医科大学, 医学部, 教授 (70260924)
國井 尚人 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80713940)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 聴覚 / 迷走神経 / 大脳皮質 / 視床 / てんかん発作 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，迷走神経刺激療法 (VNS) による脳活動の調整機能を明らかにし，さらに新たな利用方法を探索することである．具体的には， (i) 大脳皮質内の神経活動や皮質・視床の相互作用に対して，VNSが及ぼす影響を調べ，てんかん発作の発生と抑制のメカニズムを明らかにすること，(ii) VNSによる神経活動の調整が，知覚・認知と記憶・学習機能に及ぼす影響を調べて，VNSと音学習を併用した耳鳴治療 (TRT) の可能性を探索することである．これまでに，VNSが神経活動に及ぼす影響は，大脳皮質の層ごとに異なることを明らかにした．入力層の4層では反応閾値が広がり，中間層の2/3層は活性化し，出力層の5/6層は不活性化する．本年度は，まず，移動エントロピーにより，各層間の情報の流れを定量化し，それらが解剖学的な特徴と合致することを確かめた．また，4 mm角に100計測点を有する電極を用いて，層ごとに神経活動パターンを調べた．活動パターンから音情報をデコーディングしたところ，2/3層のデコーディングは，4層や5層よりも難しかった．これらの集団的な情報表現に対するVNSの影響は現在調査中である．VNSが聴知覚に与える影響を調べるために，ラットの聴力検査を実現できる実験系を構築した．この系ではラットの頭部を固定した状態でレバーを引かせる．音に対してレバーを引くようにラットを訓練することで，ラットの聴知覚を報告させられる．強大音に暴露してラットを難聴にしたところ，予想通り，レバー引き行動の頻度の低下を認めた．また，耳鳴様行動を示す個体も認められた．これらの実験により，VNSが聴知覚に与える影響を調べる目途がついた．
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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
VNSの影響を調べるための実験が着実に進められている．
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに確立してきた実験系を利用して，VNSが神経活動に与える影響を定量化したうえで，VNSの効果の多様性を説明する．たとえば，2/3層の活性化は，知覚情報処理のフィードフォワード経路に影響するので，記憶・認知パフォーマンスの向上を促すと予測できる．逆に，5/6層の不活性化は，高次領野から低次領野へのフィードバック経路を抑えるので，高次領野からのてんかん発作の伝播を抑制できると考えられる．また，これらの影響を行動実験でも考察する．臨床研究では，これまでに，手術前後でVNSを計測した症例が蓄積されてきたので，これらの症例を整理し，VNSが脳波に与える影響を調べる．これらのにより，脳波と症状，さらには動物実験で得た脳内の同期とを関連付けることを目指す．
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