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Development of tinnitus suppression method by controlling excitation-inhibition balance in auditory cortex using bidirectional BMI and optogenetics

利用双向BMI和光遗传学控制听觉皮层兴奋抑制平衡开发耳鸣抑制方法

基本信息

批准号：
22H03655
负责人：
西川淳
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では，耳鳴りの生物学的実体の一つとして聴覚皮質における興奮-抑制バランスの崩壊を想定し，双方向BMIと光遺伝学を統合した興奮-抑制バランス制御による新規耳鳴り抑制法の開発を目指した研究を行っている．1年目は，薬理誘導および騒音誘発性の耳鳴りモデルマウスの確立，聴覚皮質からの多点同時神経活動計測，光遺伝学による神経活動制御法の確立に取り組んだ．光遺伝学による神経活動制御を実現するために，発光制御装置および光ファイバーシステムのセットアップを試みた．しかしながら，所属機関の遺伝子組み換え実験施設の制約から，光遺伝学を用いた神経活動制御系の確立を断念せざるを得なかった．そこで，多点電気刺激系を新たに立ち上げ，これにより聴覚皮質の興奮-抑制バランス制御を目指すこととした．また，光遺伝学を用いないのであればマウスに拘る必要はないため，今後はマウスだけでなくラットも用いることとした．サリチル酸ナトリウムを腹腔内注射することにより，マウスおよびラットに耳鳴りを誘発し，その状態を行動測定(GPIAS)によって評価した．同様に，音響暴露（116 dB SPL, 1h）による耳鳴りを誘発し， GPIASにより行動評価した．その結果，どちらにおいても16 kHz周辺において耳鳴り症状が確認できた．通常の齧歯類と，耳鳴りを誘発した齧歯類の聴覚皮質表面に多点表面電極（ECoG）を留置した上で，細孔から刺入型多点シリコン電極を刺入し，聴覚皮質から三次元的に神経活動を計測できることを確認できた．以上の結果を踏まえ，2年目以降の研究へと繋げる．

This study aims to establish the biological mechanism of tinnitus, the integration of two dimensional BMI and optical genetics, the excitation and inhibition of tinnitus, and the development of a new method for tinnitus inhibition. The establishment of the regulation method of brain activity in light science is divided into two groups. The light control system is implemented in the light control system. In addition, the establishment of the system of mental activity control in the field of optical science should be carried out in the sub-group of the affiliated organization. The multi-point electrical stimulation system is new, and the excitation-inhibition mechanism of the cortex is also important. It is necessary to use it in the future. Injections of the tinnitus into the abdominal cavity (i.p.) In the same way, acoustic exposure (116 dB SPL, 1h) is induced by tinnitus, and GPIAS is evaluated by action. The result is that the tinnitus symptoms are confirmed at 16 kHz. The multi-point surface electrode (ECoG) on the cortical surface of the teeth is usually left on the surface of the teeth, and the multi-point surface electrode (ECoG) of the fine hole type is inserted into the cortical surface of the teeth. The above results are presented in this paper.