体積電流結合の存在証明とその機能的役割の探求

体电流耦合存在性的证明及其功能作用的探索

• 批准号: 22K18417
• 负责人: 眞溪 歩
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18417/
• 关键词: 神経結合; シナプス結合; 体積電流結合; 経頭蓋細胞外インピーダンス制御; 経皮的細胞外インピーダンス制御; 神経結合; シナプス結合; 体積電流結合; 経頭蓋細胞外インピーダンス制御; 経皮的細胞外インピーダンス制御

本研究の目的は，ヒトの脳機能は「神経結合=シナプス結合+体積電流結合」によって実装されるという仮説を実験的に証明し，その機能的役割を解明することである．ここで，体積電流結合とは，シナプスを介さない神経間直接の電気的結合を指す．このような電気的結合は，数10μm間隔の1対1神経細胞間においてephaptic couplingとして，その存在は認められている(ephaptic=touch)．一方，神経細胞は数万個(誘発活動)から数100万個(自発活動)で時間的・ベクトル空間的に同期し活動するため，多対多の神経細胞間(≒脳領野間)の場合の電気的結合距離は2乗反比例則から数mmから数10mmに延伸されると予測される．本研究では，この脳領野間の電気的結合を体積電流結合と呼んでいる．本年度は，体積電流結合に電気的に介入するエレクトロニクスデバイスを開発した．このデバイスを体表に取り付け，感情画像を刺激とする感情評定課題に適用した．実験の背景には，感情の生成に内受容感覚(内臓等，身体内に関する感覚)が関与しているとする仮説と，内受容情報を伝達する迷走神経が細くかつかなり脱髄していることからシナプス結合が弱いことが存在する．進捗状況で後述するように，実験結果は体積電流結合の存在に対しポジティブであり(論文執筆中)，開発した電気介入デバイスは，感情評定に影響を与える装置として特許出願した．

这项研究的目的是实验证明人脑功能是通过“神经连接=突触连接 +体积电流连接”实现的，并阐明其功能作用。在这里，体积电流耦合是指不涉及突触的神经之间的直接电耦合。这种电耦合已被识别为以几十μm的间隔（ephaptic = touch）的间隔在1：1神经元之间的边缘耦合。 On the other hand, since neurons are synchronized and active in temporally and vector spaces from tens of thousands (inducing activity) to several millions (spontaneous activity), it is predicted that the electrical coupling distance for many-to-many neurons (≒ between the brain fields) will be extended from several millimeters to several tens of mm based on the square inverse proportional rule.在这项研究中，大脑场之间的这种电耦合称为体积电流耦合。今年，我们开发了一种电子设备，该电子设备可电介入体积电流耦合。该设备连接到身体的表面，并应用于刺激情绪图像的情感评估任务。实验的背景是一个假说，即互感感觉（与身体有关的感觉，例如内部器官）参与了情绪的产生，突触连接较弱，因为传播感应性信息的迷走神经很薄且脱氧。如稍后将在进度中讨论的那样，实验结果对于存在体积电流耦合的存在（在书写过程中）是阳性的，并且将开发的电干预装置作为影响情绪等级的设备提出。