Elucidation of brain activity networks that prevent and ameliorate chronic pain and their therapeutic applications.

阐明预防和改善慢性疼痛的大脑活动网络及其治疗应用。

基本信息

批准号：
22KK0180
负责人：
大澤匡弘
金额：
$ 12.9万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-10-07 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

神経障害性疼痛モデルマウスを作製し、その脳活動を腹側被蓋野（VTA）、海馬、帯状回皮質から取得した。長期的な測定を行う条件設定を行ったが、神経障害の処置後2週間程度で記録が不可能となり、大規模脳活動記録については、条件設定を行っている。また、先行研究で記録が完了している神経障害性モデルラットの大規模脳活動記録の結果を解析したところ、側坐核および下辺縁皮質におけるγ帯域周期的脳活動の発生頻度が上昇しており、神経障害性疼痛が持続するほど、その発生頻度が上昇することが分かった。つまり、痛みの持続により下辺縁皮質から側坐核へ伝わるγ帯域周期的脳活動の強度が強くなることが明らかになった。一方、CMOSセンサーを搭載した針型イメージングデバイスについては、側坐核における蛍光イメージングに成功し、神経伝達物質であるドパミンのセンサータンパク質を用いて、蛍光強度の変化を検出することに成功した。次に、側坐核における神経系細胞の活動をＣＭＯＳセンサーにより検出可能かを検証するため、アストロサイトと神経の一部にGCaMP7を発現するマウスを用いて検討を行った。GRINレンズを側坐核に刺入し、蛍光顕微鏡により麻酔下の動物での細胞活動を蛍光検出により記録を行った結果、側坐核の神経系細胞活動を記録することができた。これらのことから、側坐核へＣＭＯＳセンサーを刺入することで、蛍光イメージングが可能であることを明らかにすることができた。また、クローズドループ制御については、うつ病のモデル動物を用いた検討から、嗅球におけるγ帯域周期的脳活動の変化が側坐核へも影響を及ぼし、これがうつ様状態の発現に関係することを見出した。健常マウスにおけるγ帯域周期的脳活動を、うつ病のモデル動物へ注入すると、うつ様の症状が改善したことから、クローズドループによる脳活動の制御により、うつ病の症状を改善できる可能性を示唆した。

创建神经病理性疼痛模型小鼠，并从腹侧被盖区（VTA）、海马和扣带皮层获取其大脑活动。为长期测量设定了条件，但在神经障碍治疗后大约两周就不可能进行记录，因此为大规模脑活动记录设定了条件。此外，当我们分析之前研究中已完成记录的神经病变模型大鼠的大规模脑活动记录结果时，我们发现伏隔核和下边缘皮层的伽马带周期性脑活动频率增加。我们发现神经性疼痛持续的时间越长，发生的频率就越高。换句话说，研究表明，随着疼痛的持续，从下边缘皮层传递到伏核的伽马带周期性脑活动的强度会增加。另一方面，他们使用配备CMOS传感器的针状成像装置，成功地对伏隔核进行荧光成像，并利用神经递质多巴胺的传感器蛋白检测到荧光强度的变化。接下来，为了验证是否可以使用CMOS传感器检测伏核神经系统细胞的活动，我们利用星形胶质细胞和部分神经细胞表达GCaMP7的小鼠进行了研究。通过将 GRIN 透镜插入伏核并使用荧光显微镜记录麻醉动物的细胞活动，我们能够记录伏核中的神经系统细胞活动。从这些结果中，我们能够证明通过将 CMOS 传感器插入伏核中可以进行荧光成像。关于闭环控制，使用抑郁症模型动物的研究表明，嗅球中伽马能带周期性大脑活动的变化也会影响伏核，我发现这与抑郁症样状态的发展有关。。当将健康小鼠的伽玛带周期性大脑活动注射到抑郁症模型动物中时，抑郁症样症状得到改善，这表明通过大脑活动的闭环控制可以改善抑郁症症状。