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

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。

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。