体積電流結合の存在証明とその機能的役割の探求

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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．