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

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．

本研究的目的是通过实验证明人脑功能是由“神经连接=突触连接+体积电流连接”实现的假设，并阐明其功能作用。这里，体积电流耦合是指神经之间没有介导的突触的直接电耦合。这种电耦合的存在被称为距离几十微米的一个神经元之间的触觉耦合（ephaptic=touch）。另一方面，由于神经元在时间和向量空间上以同步方式行动，范围从数万个（诱发活动）到数百万个神经元（自发活动），在多对多神经连接的情况下（≒之间脑区），根据平方反比定律，预计电耦合距离将从几毫米延伸到几十毫米。在这项研究中，大脑区域之间的这种电连接称为体积电流耦合。今年，我们开发了一种以电方式干预体积电流耦合的电子设备。该设备附着在身体表面，并应用于使用情绪图像作为刺激的情绪评级任务。该实验的背景是假设内感受（与内脏器官等相关的感觉）参与情绪的产生，而传递内感受信息的迷走神经很细且脱髓鞘程度很高，因此突触连接。很弱。正如后面进展部分将描述的，实验结果肯定了体积电流耦合的存在（论文正在进行中），并且我们开发的电干预装置作为影响情绪评估的装置已提交专利申请。

项目成果

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経頭蓋細胞外インピーダンス制御(tEIC)による脳機能への介入

通过经颅细胞外阻抗控制 (tEIC) 干预脑功能

• 发表时间: 2022
• 作者: 眞溪 歩

経皮的細胞外インピーダンス制御

经皮细胞外阻抗控制

• 发表时间: 2022