Connectome modifying therapy for deglutition disorders

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H02137
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 山脇 正永 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30302855)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 檀 一平太 中央大学, 理工学部, 教授 (20399380) ; 栢下 淳 県立広島大学, 人間文化学部, 教授 (40312178)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 嚥下障害 / コネクトーム / コホート研究 / 誤嚥性肺炎 / 脳機能画像

Outline of Annual Research Achievements

高齢化が進んでいる我が国において、嚥下障害の克服は喫緊の課題である。現在までに我々は嚥下障害発症のメカニズムとして、大脳嚥下中枢から延髄嚥下中枢への抑制シグナルの関与、感覚入力による運動野制御、及び大脳嚥下中枢から小脳への投射シグナルを明らかにした。本研究はこれらの結果をもとに、
１）加齢および食内容（形態、味覚等）による嚥下運動の脳内表象の解明。２）嚥下運動の脳内コネクトーム（大脳・延髄ネットワーク）を介した治療法の開発。３）中枢神経刺激を介した嚥下障害治療のコホート研究への応用と臨床治験への準備。を目指すものであり、今年度は１）～３）について研究を行った。
初年度に引き続き嚥下運動時の大脳から延髄への促進性/抑制性シグナルを解析した。特に今年度は、食形態及び味覚による嚥下コネクトーム変化を検討した。食形態、味覚は直接摂食・嚥下にかかわるだけでなく、現状のリハビリテーションにも応用されていることから、パーキンソン病をはじめとする嚥下障害患者でのコネクトーム変化について検討し、嚥下障害において脳活動パターンがいかに変化するかを解析した。
また、これらの分析により得られたネットワーク・パターンの解析を進め、治療ターゲットの時間的、空間的な部位の候補を３個程度に絞ることができた。
さらに、京丹後長寿コホート研究に参加した超高齢者及び嚥下障害を有する参加者について、データの収集を開始しており、平成30年度には毎年50人程度が参加した。本コホート研究で得られたデータを、在宅での生活状況、食事調査、基本健康調査、口腔機能検査、動脈硬化関連検査、血液生化学検査等とリンクすることにより、高齢者・超高齢者の嚥下コネクトームの加齢による変化、生活習慣による変化を明らかにする予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究プロジェクトでは、１）加齢および食内容（形態、味覚等）による嚥下運動の脳内表象の解明。２）嚥下運動の脳内コネクトーム（大脳・延髄ネットワーク）を介した治療法の開発。３）中枢神経刺激を介した嚥下障害治療のコホート研究への応用と臨床治験への準備。を目指すものであり、今年度は１）～３）について研究を実行することを計画していた。
現時点で当初の予定通り研究が進められている。

Strategy for Future Research Activity

現在までの実験結果で得られた治療ポイントから臨床的条件を同定する。治療方法としては、口腔・顔面感覚入力による方法、rTMS, tDCS, 咽頭電気刺激による大脳刺激法・末梢刺激法、を単独或いは併用にて使用する。磁気刺激法については、online TMS法或いはoffline rTMS法によるvirtual lesioning 法も施行する予定である。また今後の治療戦略として、本研究で我々が得た食形態・味覚・口腔内への感覚入力(アイスマッサージ、痛覚受容体を介した刺激)データに刺激治療を併用する方法を想定している。今後、正常対象、超高齢者、高齢者、疾患対象の検討を引き続き予定している。
さらにこれまでのデータをもとに、コネクトームを介した新規集学的治療プロトコール案の作成を予定する。本プロトコール作成にあたっては、臨床統計学者、治験管理部門、口腔歯科・咀嚼学、食品科学、リスク工学の研究者から評価をいただく予定である。特に食品科学（texture, 食形態など）、咀嚼学（歯科）について重点的に行う。
また、京丹後長寿コホート研究が進行していることから、臨床治験前のパイロット評価についても安定したデータが得られると考えられる。
また臨床治験については安全性の確保が大前提であり、最終年度はリスクマネジメントについて十分に時間をかける予定である。プロトコール作成にあたっては、リスク工学（プロセス管理工学）の協力も得られる予定であり（厚生労働省科学研究費による共同研究者）であり、情報分野も含めた集学的なアプローチを目指す。

Research Products

• [Journal Article] Sarcopenia and dysphagia: Position paper by four professional organizations (2019)
  • Author(s): Ichiro Fujishima, Masako Fujiu‐Kurachi, Hidenori Arai, Masamitsu Hyodo, Hitoshi Kagaya, Keisuke Maeda, Takashi Mori, Shinta Nishioka, Fumiko Oshima, Sumito Ogawa , Koichiro Ueda, Toshiro Umezaki, Hidetaka Wakabayashi, Masanaga Yamawaki, Yoshihiro Yoshimura
  • Journal Title: Geriatrics Gerontology International Volume: 19 Pages: 91-97
  • DOI: 10.1111/ggi.13591
  • Peer Reviewed