2020 Fiscal Year Annual Research Report
Non-invasive hearing prosthesis using infrared laser
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17H01769
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
小林 耕太 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (40512736)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飛龍 志津子 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (70449510)
古山 貴文 金沢医科大学, 医学部, 助教 (20802268)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 人工内耳 / 補聴器 / 赤外レーザー / 言語知覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は近赤外レーザー人工内耳を開発することを目的とする。同人工内耳は従来型の刺激電極アレイを使用するものと異なり、低侵襲で聴覚を回復することを目指している。神経細胞膜中に存在するイオンチャネルは、その多くが熱に対する感受性を有する。近赤外レーザー光を神経細胞に照射することで、チャネルを加熱し（最大5℃）、活動電位を誘発することができる。生体外より聴覚末梢（蝸牛神経）をレーザーで刺激することにより、低浸襲・非接触で神経活動を誘発し、聴力を再建することが可能になると私達は考えている。近赤外光は薄組織を透過可能であるため、経鼓膜的に蝸牛を刺激することも将来的には可能になりえる。
当該年度は動物（スナネズミ）を被験体とし、レーザーによりどのような「聴こえ」を再建可能であるかについて、聴覚伝導路の複数部位の神経活動から計測することを目指した実験と、ヒトを被験者として、レーザー人工内耳により言語知覚を再建する手法を検討した。具体的には、昨年の研究を発展させ、スナネズミの蝸牛（蝸牛神経）を近赤外レーザーにより刺激し、レーザー刺激のパラメータを制御することで音知覚（音圧知覚）をコントロールすることを目指した。実験結果により、神経活動の変化パタンからレーザー出力を変えることで、音圧の知覚を一定程度再現可能であることが示唆された。
また、ヒトを対象とした実験では近赤外レーザー人工内耳のシミュレーション音を作成し、音声の聞き取りにどの程度の適応訓練（学習）が必要になるかを検討した。結果、レーザーファイバーを4本以上用いてフォルマント周波数を再現した場合には、従来型の人工内耳とほぼ同程度の訓練期間で音声知覚を再建可能であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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