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2021 Fiscal Year Research-status Report

Deep Micro Vibrotactile, DMV for Dementia and its Application for Dementia

Research Project

Project/Area Number 21K12108
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

鈴木 泰博  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (50292983)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大田 秀隆  秋田大学, 高齢者医療先端研究センター, 教授 (20431869)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords認知症 / 臨床研究 / 深層振動 / DMV / 作業記憶 / ガンマー帯域神経刺激
Outline of Annual Research Achievements

アルツハイマー病などの認知症には有効な治療法がまだない。2019年、米国・マサチューセッツ工科大学の蔡教授らは、アルツハイマー病を発症させたマウスをもちいて、40Hzの視覚神経(点滅する光)と聴覚神経(音)の刺激が、アルツハイマー病の原因物質のアミロイドβなどを減少させることを示した。蔡教授らの方法はガンマー帯域神経刺激とよばれる。この方法のヒトへの応用が試みられているが、認知症を改善させるとの報告はない。
私たちは「40Hzの音刺激のみ」を用いて、認知症の治療へ応用する臨床研究をおこなった(研究分担者・大田秀隆 秋田大学高齢者医療先端研究センター・センター長、教授らのチームとの共同研究)。その結果、世界ではじめて、40Hzの音刺激が認知症を改善させることを確認した。
85歳以上の中程度認知症(アルツハイマー病)患者5名、および、軽度認知障害または軽度認知症の高齢者35名に対して、15〜40Hz正弦波を24時間、4週間暴露する臨床研究をおこなった。その結果、いずれの場合でも、介入前後の比較評価を行うと、『統計的に有意に作業記憶(WM)の成績が向上すること』を確認した。
臨床研究でもちいた40Hz正弦波の音刺激に対する、細胞生物応答を調査するため、鈴木(研究代表者・名古屋大学)は、酵母をもちいた実験をおこなった。40Hzの物理的な振動と、音の暴露に対する応答を比較したところ、音の暴露と、弱い物理的な振動刺激では同様の応答を示すことを確認した。音による細胞刺激についての先行研究でも、音の刺激は細胞を物理的に振動させることが指摘されている。15&から40Hzの音刺激は、細胞に対して物理的な振動刺激を加えている可能性が高い。そこで、本研究でもちいる音刺激を『深層振動』Deep Micro Vibrotactile, DMVと称することにする。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

研究計画では、40Hz正弦波の振幅を変化させることを計画していた。そのため2022年度は、まず『振幅を変化させない場合』について検討した。その研究成果は、今後行う予定である『振幅を変化させた場合』に対しての「対照群」となる。
マサチューセッツ工科大学を含め、これまでに40Hzの視覚・聴覚刺激をヒトに与えた場合に、認知症が改善されるとの報告はない。私たちの方法では、さらに他の方法で用いている『視覚神経への刺激』を使用しないため、神経刺激の種類が他の方法よりも少ない。よって、認知症の改善を示さない可能性、も予見していた。
だが、その予想に反して、2つの異なるグループ、症例をもちいた臨床研究で、認知機能の改善を確認した。そこで、2023年度は当初の計画を少し変更し、ひきつづき『振幅を変化させない40Hz正弦波』をもちいることにした。その理由は、他の研究では『振幅を変化させない40Hz正弦波』を用いているため、それらの研究と比較を行うためであった。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、昨年度にひきつづき『振幅を変化させない15から40Hzの正弦波の音』をもちいて、臨床研究をつづける。現在までにおおむね40例なので、さらに症例を増やしていくこととする。
酵母をもちいた基礎研究では、(弱い)振動刺激と音刺激が同様の応答を示すことを確認している。同様の成果については、代謝産物の計測により、低周波音の暴露により、代謝産物が変化するとの報告がある。本研究では遺伝子発現について、調査する。さらに、酵母よりも高等な生物をもちいた基礎研究も行うこととする。
また、『振幅を変化させる』場合について、主に酵母をもちいて基礎研究を行い、『振幅を変化させない場合』との比較から、その違いを明らかにしていく。

Causes of Carryover

執行額の総計が、目算と異なったことによる。今年度の消耗品費に算入することとする。

  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] The Effect of Deep Micro Vibrotactile Stimulation on Cognitive Function of Mild Cognitive Impairment and Mild Dementia2022

    • Author(s)
      Kodama Ayuto、Suzuki Yasuhiro、Sakuraba Kazuki、Kume Yu、Ota Hidetaka
    • Journal Title

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      Volume: 19 Pages: 3803~3803

    • DOI

      10.3390/ijerph19073803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tactileology: Understanding Tactile Communications as Algorithms2022

    • Author(s)
      Suzuki Yasuhiro
    • Journal Title

      Proceedings

      Volume: 81 Pages: 83

    • DOI

      10.3390/proceedings2022081083

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Examination of the effect of Deep Micro Vibrotactile stimulation on cognitive function for elderly with Alzheimer’s Disease2021

    • Author(s)
      Ayuto Kodama, Yasuhiro Suzuki, Yu Kume and Hidetaka Ota
    • Journal Title

      Annals of Alzheimer's and Dementia Care

      Volume: 5 Pages: 1-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of Mixing Low-frequency Waves - Deep Micro Vibrotactile with Sounds2021

    • Author(s)
      Suzuki Yasuhiro
    • Journal Title

      Journal of Robotics, Networking and Artificial Life

      Volume: 8 Pages: 289~289

    • DOI

      10.2991/jrnal.k.211108.012

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 低周波振動触覚:Deep Micro Vibrotactile, DMVによる音場修飾効果2021

    • Author(s)
      鈴木泰博
    • Organizer
      人工知能学会合同研究会 ナチュラルコンピューティング研究会
  • [Book] BIO Clinica 2022年 2月号 感覚器の基礎と臨床2022

    • Author(s)
      鈴木泰博
    • Total Pages
      102
    • Publisher
      北隆社

URL: 

Published: 2022-12-28  

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