2015 Fiscal Year Annual Research Report
能動的基底板振動と蝸牛内イオン流動の相互作用を解析可能な蝸牛モデル開発と臨床応用
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25462631
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
小池 卓二 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (10282097)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 蝸牛モデル / 有毛細胞 / 基底板振動 / 能動性 / イオン輸送機構 / 人工内耳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，蝸牛モデルに於ける有毛細胞の能動性の定式化を検討し，蝸牛細胞間イオンネットワークモデルの周波数応答解析を行い，各パラメータを最適化した．また，基底板の機械振動モデルと蝸牛内細胞間イオンネットワークモデルを用いて，外部からの音響振動により，蝸牛内にどのような機械的振動が励起され，それにより内・外有毛細胞の膜電位がどのように変化するのかを時間軸上でシミュレートした．
本申請研究は，コンピュータ上に再現した末梢聴覚器，すなわちVirtual Earにより，従来の臨床研究や標本研究では困難であった聴覚器の機能障害発生機序の解明，および効果的治療法の開発を行う事を目的としたものである．期間全体の成果として，蝸牛内有毛細胞の能動的な動きを考慮した蝸牛モデルと，有毛細胞・コルチ器細胞群に於けるイオンチャネル，gap junction，ラセン靭帯，血管条細胞群の細胞間ネットワークモデルを作成し，これらをカップリングすることで，蝸牛に於ける機械―電気変換機構モデルを構築した．本モデルにより，蝸牛内伝音システムの解析から，蝸牛内各細胞・組織内の電気的なイオンの流れやその結果として生成される各部の電位変化が解析可能となった．また，本モデルの臨床応用として，耳硬化症や内リンパ水腫等の内耳状態変化による聴力低下機序の解明を行った．更に人工内耳の最適設計も行い，電極の長さや挿入位置，材質の違いが残存聴力に及ぼす影響を明らかにした．
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