Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

モデルベース型 / データ駆動型 / 皮質 / 視床 / 相転移 / 潜在的意味解析 / 縦断的 / 脳波 / 睡眠 / 覚醒 / 特異値分解 / 動的モード分解 / 名義データ / てんかん / 超概日リズム / 皮質視床系 / 脳波モデル / 物理学的 / 時系列 / 皮質-視床系 / 認知症

(1)皮質-視床モデルを用いた焦点性てんかんの物理学的モデルの構築、(2)睡眠段階時系列データからの概日リズム・超概日リズム抽出手法の提案、(3)認知症パーソンセンタードケアへの唾液アミラーゼ測定の有用性提示、を実施した。(1)では、物理学における相転移理論に倣うことで、モデルベース型の立場から焦点性てんかん発作について理論構築を行った。(2)では、睡眠段階を名義尺度として潜在的意味解析を行うことで、データ駆動型の立場から概日リズム・超概日リズムの新しい抽出法を提示した。(3)では、縦断データを個人ごとに解析することが、疾患者の個性に応じたケアを実施する一助になることを示した。

身体活動あるいは疾患に関するデータの捉え方は、モデルベース型とデータ駆動型といったアプローチの違い、また数理、物理、生理、心理といった分野の違い、さらには大学と医療現場といった組織の違いにより、多様なものになっている。本研究においては、そのような多様な内容について、それらを融合する立場を取った。今後社会的にパーソンセンタードケアを発展させていく基盤構築の一助になった。

てんかん外科 / 難治性てんかん / 犬 / 猫 / てんかん原性領域 / 脳梁離断術 / 迷走神経刺激療法 / てんかん / 獣医臨床 / 脳波 / MRI / 獣医学 / 外科 / 脳神経疾患 / 臨床 / トランスレーショナルリサーチ

本研究は、これまで救済の手立てがなかった犬猫の難治性てんかん（DRE）に対する新たな治療法として、人医で適用される「てんかん外科」を獣医療へ導入することを目的とし、複数の実験的基礎研究と実際のDRE犬猫患者を対象としたてんかん外科の臨床試験を行った。基礎研究からは犬猫で利用可能な手術手技を確立し、また将来必要とされる新たな研究課題を見出した。臨床試験では、12例のDRE犬猫患者に対し、個々の症例に適したてんかん外科を実施することで、術後に明らかな発作減少と生活の質の向上を認めた。これらの成果は「小動物臨床におけるてんかん外科の導入」と題された研究課題を全うできたものと確信している。

獣医療においててんかん外科は全く行われておらず、難治性てんかんに罹患した犬猫および飼い主は不幸な結果ばかりであったが、本研究により獣医療でもてんかん外科が実施可能かつ有効な治療選択になり得ることが示されたことは、獣医学術的にも、飼い主の福祉的にも大変意義深いものと考えられる。また国際的にも獣医てんかん外科のイニシアチブを獲得できたこと、間接的に人医学との双方向性のある研究課題へと昇華しうる方向性が示せたことは、この分野がさらに発展し、近い将来より大きな研究成果をあげることが期待できる。

てんかん放電 / てんかん手術 / ペルチエ素子 / 大脳局所冷却 / 脳波 / 医用材料 / カイニン酸 / ラット / 大脳冷却 / てんかん

はじめに:難治性てんかんに対し外科治療が行われているが、手術により神経脱落症状の出現が予想される場合、手術が困難なことも少なくない。そこで近年切除手術以外の治療法が模索されている。そのひとつとして、2001年Yangらが、熱電素子を用いた大脳冷却法によるてんかん放電の抑制効果を報告して以来、脳冷却法が治療法として注目を集めている。そこで我々も熱電素子を用いた局所大脳冷却装置を作成し、実用化に向けて詳細な実験的検討を行った。
動物実験およびその結果:冷却装置としては、熱電素子(ペルチエ素子)を用いた。これは電流を流すことで2種類の金属の間に熱勾配が生じる現象(ペルチエ効果)を利用したもので、片面は冷却が起こり、片面は放熱により高温.(60〜70℃)となる。この放熱による片面の温度上昇を抑えるため、アルミニウム製の枠を素子周囲に取り付け、その内部に水路を形成し、冷却水を流す工夫をおこなった。ハロセン麻酔下に雄ラット(500-590g)の頭頂側頭部を開頭し、脳表に熱伝素子からなる大脳冷却装置・温度計および脳波電極を設置した。そして皮質下2mmにカイニン酸を3μg定位的に注入することでてんかんモデルを作成した。熱電素子に1Aの電流を流すことにより冷却を行った。冷却後、脳表温は22〜24℃に低下、この時てんかん放電は冷却開始より高振幅の異常放電が減少した。また組織学的にも脳表温20℃、30分間の冷却温度では明らかな大脳の組織変化はみられなかった。
さらにラット海馬にカイニン酸を3μ9定位的に注入し側頭葉てんかんモデルを作成した後、新たに試作した脳深部用冷却装置および深部脳波記録電極を対側海馬に刺入、冷却によるてんかん性異常波の抑制効果を検討した。結果は海馬を20℃に冷却することで異常放電の抑制効果が認められた。
考察および結語:実際体内埋め込み式にする場合、放熱による片面の温度上昇をいかに制御するかという問題点があったが、今回体温とほぼ同じ37℃の冷却水を灌流させることで冷却が可能であったことより、体内埋め込み式への展望が開けてきた。しかしながら体内埋め込み式の装置を開発するには、深部を冷却する装置の形状、冷却水を還流させるマイクロポンプ、てんかん放電を感知し冷却を開始させるシステム、埋め込み型電源など、改良しなければならない点は多い。工学の分野では医療工学の発展はめざましく、将来新しい精密医用機器の開発により、局所大脳冷却がてんかん治療の一選択肢となりうる可能性が示唆される。

【研究分担者】
内田和幸	東京大学	大学院農学生命科学研究科(農学部)	准教授	(Kakenデータベース)
北川勝人	日本大学	生物資源科学部	教授	(Kakenデータベース)
齋藤弥代子	麻布大学	獣医学部	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
鈴木倫保	山口大学	医学部	教授	(Kakenデータベース)
斉藤俊	山口大学	大学院・医学系研究科	教授	(Kakenデータベース)
末廣栄一	山口大学	医学部附属病院	助手	(Kakenデータベース)
中野公彦	山口大学	工学部	助教授	(Kakenデータベース)