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

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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．