資料４－４ 脳科学研究戦略推進プログラム 「BMI技術と生物学の融合による 治療効果を促進するための技術開発」 の概要 1 ＢＭＩ技術と生物学の融合による治療効果を促進するための技術開発 拠点長：関 和彦（国立精神・神経医療研究センター） 課題名 経頭蓋的集束超音波による脳深部への低侵襲的 刺激法と薬物輸送法の開発 中枢神経回路の再編成を制御するBMI技術と生 物学的手法の構築 目的 経頭蓋的集束超音波法(Transcranial Focused Ultrasound Stimulation: tFUS) によって脳深部へ の薬物輸送と非侵襲的刺激を可能にする実験技 術を開発、実験動物によってその効果を検証。 脊髄損傷後の急性期から慢性期における代償性 神経回路形成と機能回復のメカニズムを解明し、 それらを効果的に促進する複合的治療法の開発 を行うとともに、機能回復バイオマーカーの探索を 行う。 研究 代表者 国立精神・神経医療研究センター 神経研究所 関 和彦 大阪大学大学院 医学系研究科 山下 俊英 分担 代表者 東京大学大学院 工学研究科 高木 周 東京大学大学院 医学研究科 東 隆 帝京大学 薬学部 丸山 一雄 京都大学 霊長類研究所 高田 昌彦 生理学研究所 心理生理 福永 雅喜 大阪大学 医学系研究科 貴島 晴彦 ２年間の 目標 上記技術を開発し、マカクサルの脳深部局部 （例えば赤核など）の神経細胞活動をtFUSで 変化させることが可能なことを電気生理学的 に確認するとともに、当該部位に限局したDDS を成功させる。 1.脊髄損傷後の機能回復バイオマーカーの同定 2.脊髄損傷後の機能回復を促すDecNefおよび TMS技術の確立 3.RGM中和抗体とBMIによる神経回路再生治療 のfeasibility評価 2 経頭蓋的集束超音波による脳深部への低侵襲的刺激法と薬物輸送法の開発 代表研究者：関 和彦（国立精神・神経医療研究センター） 目的 本研究は、経頭蓋的集束超音波法(Transcranial Focused Ultrasound Stimulation) によって脳深部への薬物輸送と非侵襲的刺激を可能にする実験技術を開発し、実 験動物によってその効果を検証することを目的とする。 業務内容・研究体制 代表：関和彦（NCNP) サル評価系確立 分担：高木周（東大） 超音波伝達シミュレ-ション 分担：東隆（東大） tFUS装置開発 分担：丸山一雄（帝京大）マイクロバブル開発 ２年間の目標 1. 2. マカクサルの中脳赤核など脳深部局部の神経細胞 活動をtFUSで促進、効果を電気生理学的に検証 同上部位にtFUSによって薬物輸送する技術を確立 将来の目標 1. 2. ヒト疾患モデルサルを用いて、fFUS脳深部刺激及 びDDSによる治療効果確認、新規BMIリハ技術開発 ヒト疾患を対象とした治療研究 3 中枢神経回路の再編成を制御するBMI技術と生物学的手法の構築 代表研究者：山下 俊英（大阪大学大学院） 目的 脊髄損傷後の急性期から慢性期における代償性神経回路形成と機能回復のメカニズム を解明し、それらを効果的に促進する複合的治療法の開発を行うとともに、機能回復バ イオマーカーの探索を行う。 業務内容・研究体制 代表：山下俊英（阪大) げっ歯類を用いた脊髄損傷後の可塑性制御機構の解明 分担：高田昌彦（京大） マカクザルを用いた脊髄損傷後の可塑性制御機構の解明 分担：福永雅喜（生理研） 安静時機能的MRI計測による大規模回路結合特性解析および機能回復 バイオマーカーの確立 分担：貴島晴彦（阪大） 脊髄損傷患者における機能回復バイオマーカー探索およびニューロフィード バック ２年間の目標 1. 脊髄損傷後の機能回復バイオマーカーの同定 2. 脊髄損傷後の機能回復を促すDecNefおよびTMS技術の確立 3. RGM中和抗体とBMIによる神経回路再生治療のfeasibility評価 将来の目標 RGM中和抗体とBMIによる神経回路再生治療の実用化 4 中枢神経回路の再編成を制御するBMI技術と生物学的手法の構築 機能回復バイオマーカーの同定 Neuroanatomy（阪大、京大） ECoG（京大、阪大） fMRI（生理研、京大） MEG（阪大） 検証 DecNef 阪大 脳活動依存的Neuromodulationの確立へ！ (Closed loop) TMS RGM抗体 2019年度〜 阪大、京大 BMI技術のfeasibility確立 脊髄損傷後の機能回復を促進5
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