◯背景
  • てんかん発作は一過性の全身(部分)けいれんだけでなく多彩な症状を呈し、患者は社会生活に支障をきたします。約30万人と言われる日本の難治性てんかんの患者さんに対しては病巣であるてんかん焦点の切除や、脳神経線維を切断する等の外科治療が行われています。しかし、すべての難治性てんかんの患者さんが適応とはならないため、適応を広げる新規治療法の開発が望まれています。
  • てんかん治療に関しましては、ここ数年、Vagus Nerve Stimulation(VNS)や、Responsive Neurostimulator(RNS)のような電気刺激によるニューロモデュレーション技術が脚光を浴びております。一定の効果も確認され、実施例も着実に増加しておりますが、電気による異常脳活動の抑制には限界も見えてきています。

◯目的
  • 我々はてんかん焦点のみを直接冷却することでり異常脳波が抑制される現象に着目し、世界に先駆け、てんかん焦点切除術時に焦点部位の選択的冷却を行うことで異常脳波の抑制効果を確認してきました。さらに、脳波以外の生理信号もてんかん病態と密接に関わていることがわかってきています。そこで、局所脳冷却を臨床応用するにあたり、病態性の信号変化を用いた計測・解析・制御統合型治療システムの開発を進めます。



◯研究組織・メンバー
  • 代表:鈴木倫保(山口大学)
  • 分担:池田和司(NAIST)
  • 分担:加納学 (京都大学)
  • 分担:山川俊貴(熊本大学)
  • 連携:山川烈(ファジィシステム研究所)
  • 連携:野村貞宏、井本浩哉、井上貴雄、森山博史(山口大学)
  • 連携:久保孝富(NAIST)
  • 連携:藤原幸一(名古屋大学)
  • 連携:庭山雅嗣(静岡大学)


◯研究業績
  • 令和元年度(FY2019)
    • 【論文】
      1. Koji Shibasaki, Katsuya Yamada, Hideki Miwa, Yuchio Yanagawa, Michiyasu Suzuki, Makoto Tominaga, Sasuki Ishizaki
        "Temperature elevation in epileptogenic foci exacerbates epileptic discharge through TRPV4 activation"
        Laboratory Investigation, 2019 [Epub ahead of print]
      2. Toshitaka Yamakawa, Takao Inoue, Masatsugu Niwayama, Fumiaki Oka, Hirochika Imoto, Sadahiro Nomura, Michiyasu Suzuki
        "Implantable Multi-modality Probe for Subdural Simultaneous Measurement of Electrophysiology, Hemodynamics, and Temperature Distribution"
        IEEE Transactions of Biomedical Engineering, Vol 66(11), Pages 3204-3211, 2019.
      3. Hiroshi Moriyama*, Sadahiro Nomura, Hiroyuki Kida, Takao Inoue, Hirochika Imoto, Yuichi Maruta, Yuichi Fujiyama, Dai Mitsushima, Michiyasu Suzuki
        "Suppressive effects of cooling compounds icilin on penicillin G-induced epileptiform discharges in anesthetized rats"
        Frontiers in Pharmacology, Vol 10, 652, 2019.
    • 【国際会議論文】
      1. Takuto Abe, Takao Inoue, Koichi Fujiwara, Sadahiro Nomura, Hirochika Imoto, Michiyasu Suzuki, Manabu Kano
        "Surrogate Modeling for Neuroprotective Focal Brain Cooling Device"
        IEEE EMBC 2019, Berlin (Messe Berlin), Germany
        July 25, 2019
      2. Yuya Ishihara, Shun Sakai, Toshitaka Yamakawa, Takao Inoue, Michiyau Suzuki
        "Intraoperative Cerebral Measurements using Implantable Cortical Multimodality Probe"
        IEEE EMBC 2019, Berlin (Messe Berlin), Germany
        Jurly 26, 2019
    • 【発表】
      1. 井上貴雄、柳井宏之、野村貞宏、山川俊貴、井本浩哉、庭山雅嗣、岡史朗、末広栄一、鈴木倫保
        "局所脳冷却による脳保護技術の実用化に向けた研究開発"
        第6回脳神経外科BMI研究会、山口県宇部市(山口大学)
        Oct 26, 2019
      2. 山川俊貴、井上貴雄、庭山雅嗣、岡史朗、井本浩哉、野村貞宏、鈴木倫保
        "硬膜下に慢性留置可能で皮質脳波・血液動態・温度を同時計測するフレキシブルセンサの開発"
        第6回脳神経外科BMI研究会、山口県宇部市(山口大学)
        Oct 26, 2019
      3. 加納学
        "最少の圧力損失で再考の冷却性能を実現する局所脳冷却デバイスの設計"
        第6回脳神経外科BMI研究会、山口県宇部市(山口大学)
        Oct 26, 2019
      4. 池田和司、久保孝富
        "局所脳冷却効果の発現機序解明に向けた数理モデルアプローチ"
        第6回脳神経外科BMI研究会、山口県宇部市(山口大学)
        Oct 26, 2019
      5. 鈴木倫保
        "温度神経生物学とてんかん"
        第53回日本てんかん学会学術集会、神戸(神戸国際会議場)
        Oct 31, 2019
      6. 森山博史、野村貞宏、井上貴雄、井本浩哉、土師康平、丸田雄一、鈴木倫保
        "TRPA1 アゴニスト、アリルイソチオシアネートによるペニシリン G 誘発てんかん様異常脳 波の抑制効果"
        第53回日本てんかん学会学術集会、神戸(神戸国際会議場)
        Oct 31, 2019
      7. 鈴木倫保
        "脳局所冷却の現状と未来~「温度神経生物学」事始め~"
        第22回日本脳低音療法・体温管理学会、東京(国際医療福祉大学 東京赤坂キャンパス)
        July 13, 2019
      8. 末廣栄一、鈴木倫保
        "頭部外傷におけるcortical spreading depolarizationの発生と脳温管理の重要性"
        第22回日本脳低音療法・体温管理学会、東京(国際医療福祉大学 東京赤坂キャンパス)
        July 13, 2019
      9. Takuma Nishimoto, Fumiaki Oka, Takao Inoue, Michiyasu Suzuki
        "Effects of Intracranial Hypertension on the Cortical Spreading Depolarization"
        iCSD2019, Yokohama (Hamagin Hall "VIA MARE"),
        JapanJuly 2, 2019
      10. 山川俊貴、井上貴雄、庭山雅嗣、岡史朗、井本浩哉、野村貞宏、鈴木倫保
        "硬膜下に慢性留置可能で皮質脳波・血液動態・温度を同時軽装するフレキシブルセンサの開発"
        第58回日本生体医工学会大会、沖縄(沖縄コンベンションセンター),
        Jun 8, 2019
      11. 井上貴雄、柳井宏之、野村貞宏、井本浩哉、山川俊貴、庭山雅嗣、岡史朗、末廣栄一、鈴木倫保
        "局所脳冷却による脳神経保護技術の開発ー薄型センサとチタン製冷却デバイスによる病態計測ー"
        第58回日本生体医工学会大会、沖縄(沖縄コンベンションセンター),
        Jun 8, 2019
    • 【メディア】

    • 【知的財産】
      • PCT出願:1件
    • 【図書】

    • 【受賞】

  • 平成30年度 (FY2018)
    • 【論文】
      1. Yeting He, Takao Inoue, Sadahiro Nomura*, Yuichi Maruta, Hiroyuki Kida, Toshitaka Yamakawa, Yuya Hirayama, Hirochika Imoto, Michiyasu Suzuki
        "Limitations of Local Brain Cooling on Generalized Motor Seizures from Unknown Foci in Awake Rats"
        Neurologia medico-chirurgica, (Accepted).(査読有)
      2. Kei Hata, Koichi Fujiwara, Takao Inoue, Takuto Abe, Takatomi Kubo, Toshitaka Yamakawa, Sadahiro Nomura, Hirochika Imoto, Michiyasu Suzuki, Manabu Kano
        "Epileptic Seizure Suppression by Focal Brain Cooling with Recirculating Coolant Cooling System: Modeling and Simulation"
        IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Vol 27(2), pages 162-171, 2019(査読有)
      3. Kazutaka Sugimoto*, Sadahiro Nomura, Satoshi Shirao, Takao Inoue, Hideyuki Ishihara, Reo Kawano, Akiko Kawano, Fumiaki Oka, Eiichi Suehiro, Hirokazu Sadahiro, Mizuya Shinoyama, Takayuki Oku, Yuichi Maruta, Hiroshi Yoneda, Koichiro Hiyoshi, Miwa Kiyohira, Koki Okazaki, Jens P Dreier, Michiyasu Suzuki
        "Cilostazol decreases duration of spreading depolarization and spreading ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage"
        Annals of Neurology, Vol 84(6), Pages 873-885, 2018(査読有)
      4. Sadahiro Nomura*, Hiroyuki Kida, Yuya Hirayama, Hirochika Imoto, Takao Inoue, Hiroshi Moriyama, Dai Mitsushima, Michiyasu Suzuki
        " Reduction of spike generation frequency by cooling in brain slices from rats and from patients with epilepsy"
        Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, (In Press)(査読有)
      5. 加納学、柳井宏之、井上貴雄、鈴木倫保
        "てんかん発作および脳神経保護を目的とした局所脳冷却システムの設計"
        化学工学会誌、Vol.83, No.1, 67-69, 2019(査読無)
      6. Sadahiro Nomura*, Hiroyuki Kida, Yuya Hirayama, Hirochika Imoto, Takao Inoue, Hiroshi Moriyama, Dai Mitsushima, Michiyasu Suzuki
        "Reduction of spike generation frequency by cooling in brain slices from rats and from patients with epilepsy"
        Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, (In Press)(査読有)
    • 【国際会議論文】
      1. Tsuyoshi Udhida, Koichi Fujiwara, Takao Inoue, Yuichi Maruta, Manabu Kano, Michiyasu Suzuki
        "Analysis of VNS Effect on EEG Connectivity with Granger Causality and Graph Theory"
        APSIPA 2018, 2018(査読有)
      2. Kei Hata, Takuto Abe, Takao Inoue, Koichi Fujiwara, Takatomi Kubo, Toshitaka Yamakawa, Sadahiro Nomura, Hirochika Imoto, Michiyasu Suzuki, Manabu Kano
        "CFD-Based Design of Focal Brain Cooling System for Suppressing Epileptic Seizures"
        Computer Aided Chemical Engineering (13th International Symposium on Process Systems Engineering (PSE2018)), Volume 44,Pages 2089-2094, 2018(査読有)
      3. Yuya Ihishara, Shun Sakai, Toshitaka Yamakawa, Takao Inoue, Michiyasu Suzuki, Tadashi Sakata, and Yuichi Ueda
        "Evaluation of Implantable Cortical Multimodality Probe in a Feline"
        IEEE EMBC 2018, 2018(査読有)
    • 【発表】
      1. Yuichi Maruta, Takao Inoue, Hirochika Imoto, Sadahiro Nomura, Masami Fujii, Michiyasu Suzuki
        "The Attempt to Purify Electroencephalogram Data Using Empirical Mode Decomposition (EMD) Reconstruction Method"
        AES2018, New Orleans (Ernest N. Morial Convention Center), USA, Dec 4, 2018
      2. Takuto Abe, Takao Inoue, Koichi Fujiwara, Sadahiro Nomura, Hirochika Imoto, Michiyasu Suzuki, Manabu Kano
        "Optimization of Channel Structure and Operating Condition of Neuroprotective Focal Brain Cooling Device"
        AES2018, New Orleans (Ernest N. Morial Convention Center), USA, Dec 2, 2018
      3. 井上貴雄、山川俊貴、野村貞宏、岡史朗、杉本至健、井本浩哉、石原秀行、末廣栄一、庭山正嗣、鈴木倫保
        "マルチモーダルセンサを用いたてんかん焦点における多面的脳活動計測と局所脳冷却デバイスによる脳活動制御"
        第5回脳神経外科BMI研究会、栃木県下野市(自治医科大学)
        Nov 17 2018 (Sat)
      4. Hiroshi Moriyama, Sadahiro Nomura, Hiroyuki Kida, Takao Inoue, Hirochika Imoto, Yuichi Maruta, Yuichi Fujiyama, Dai Mitsushima, Michiyasu Suzuki.
        "Influence of a cooling compound, icilin, on penicillin G-induced epileptiform discharges in a rat model: Validation of focal cortical cooling effects by TRPM8 activation",
        Neuroscience2018 (San Diego Convention center), Nov 5, 2018
      5. Fumiaki Oka, Hideyuki Ishihara, Takao Inoue, Kazutaka Sugimoto, Toshitaka Yamakawa, Masatsugu Niwayama, Takuma Nishimoto, Eiichi Suehiro, Sadahiro Nomura, Michiyasu Suzuki
        "Regional temperature, cerebral blood flow and metabolism responses to cortical spreading depolarization in human"
        iCSD2018, Florida (Boca Raton Resort & Club), USA, Sep 23 2018
      6. 森山 博史、野村 貞宏、木田 裕之、井上 貴雄、井本 浩哉、丸田 雄一、 藤山 雄、土師 康平、美津島 大、鈴木 倫保
        "TRPM8 チャネル活性化による薬剤誘発性てんかん様異常脳波の抑制効果(Suppressive effects of TRPM8 activation on drug-induced epileptiform discharges)"
        第52回日本てんかん学会学術集会、横浜(パシフィコ横浜), Oct 26, 2018
    • 【メディア】
    • 【知的財産】
      • 出願:1件
    • 【図書】

    • 【受賞】
      • 第52回日本てんかん学会学術集会 優秀ポスター賞(みなとみらい賞) "TRPM8チャネル活性化による薬剤誘発性てんかん様異常脳波の抑制効果"、2018年10月
  • 平成29年度 (FY2017)
    • 【論文】
      1. Sadahiro Nomura, Takao Inoue, Hirochika Imoto, Eiichi Suehiro, Yuichi Maruta, Yuya Hirayama, Michiyasu Suzuki
        "Effects of focal brain cooling on extracellular concentration of neurotransmitters in patients with epilepsy"
        Epilepsia, Volume 58(4), Pages 627-634, 2017(査読有)
      2. Takao Inoue, Masami Fujii, Hiroyuki Kida, Toshitaka Yamakawa, Yuichi Maruta, Tatsuji Tokiwa, Yeting He, Sadahiro Nomura, Yuji Owada, Takeshi Yamakawa, Michiyasu Suzuki
        "Epidural Focal Brain Cooling Abolishes Neocortical Seizures in Cats and Non-human Primates"
        Neuroscience Research, Vol 122, Pages 35-44, 2017(査読有)
      3. Jaymar Soriano, *Takatomi Kubo, Takao Inoue, Hiroyuki Kida, Toshitaka Yamakawa, Michiyasu Suzuki, Kazushi Ikeda
        "Differential temperature sensitivity of synaptic and firing processes in a neural mass model of epileptic discharges explains heterogeneous response of experimental epilepsy to focal brain cooling"
        PLoS Computational Biology, 13(10): e1005736, 2017(査読有)
    • 【国際会議論文】
      1. Kei Hata, Koichi Fujiwara, Manabu Kano*, Takao Inoue, Sadahiro Nomura, Hirochika Imoto, Michiyasu Suzuki
        "Design of focal brain cooling system for suppressing epileptic seizures"
        IEEE EMBC 2017, Pages: 283-286, 2017
      2. Jaymar Soriano, Takatomi Kubo, Takao Inoue, Hiroyuki Kida, Toshitaka Yamakawa, Michiyasu Suzuki, Kazushi Ikeda
        "Bifurcations in a temperature‑dependent neural mass model reveal heterogeneous effect of focal cooling on epileptic discharges"
        26th Annual Computational Neuroscience Meeting (CNS*2017) Part 2. In BMC neuroscience, Volume 18(1), Page 59, 2017
    • 【発表】
      1. 鈴木倫保
        "温度神経生物学 事始め"
        第46回大阪脳卒中臨床研究会, 大阪, 2017年2月4日 ※特別講演
      2. 鈴木倫保
        "温度神経生物学 事始め 脳血管と脂質"
        第14回福岡若手脳神経外科懇話会, 福岡, 2017年4月27日 ※特別講演
      3. Kei Hata, Koichi Fujiwara, Manabu Kano, Takao Inoue, Sadahiro Nomura, Hirochika Imoto, Michiyasu Suzuki
        "Design of focal brain cooling system for suppressing epileptic seizures"
        IEEE EMBC 2017, 2017
      4. 鈴木倫保
        "局所脳冷却と温度神経生物学"
        脳科学調査WG講演会, 東京, 2017年12月15日 ※招待講演
      5. 鈴木倫保
        "温度神経生物学事始"
        第84回大阪大学脳神経外科関連施設臨床懇話会, 大阪大学, 2018年1月13日, ※特別講演
      6. 岡史朗、石原秀行、杉本至健、井上貴雄、岡崎光希、西本拓真、土師康平、森尚昌、藤山雄一、貞廣浩和、末廣栄一、野村貞宏、鈴木倫保
        "山口大学脳神経外科におけるくも膜下出血患者に対するMultimodal neurocritical care monitoringの実際"
        Store2018、福岡県福岡市(福岡国際会議場), Mar 15, 2018
      7. 杉本至健、石原秀行、岡史朗、井上貴雄、野村貞宏、Jens P. Dreier, Cenk Aayata, 鈴木倫保
        "くも膜下出血とCortical Spreading Depolarization (CSD)"
        Store2018、福岡県福岡市(福岡国際会議場), Mar 15, 2018
    • 【知的財産】
      1. 鈴木倫保、野村貞宏、丸田雄一、井上貴雄、山川俊貴、庭山雅嗣: 名称
        硬膜下センサ, 特許第6296606号, 2018年3月2日
    • 【メディア】
  • 平成28年度 (FY2016)
    • 【論文】
      1. Kazutaka Sugimoto, *Satoshi Shirao, Hiroyasu Koizumi, Takao Inoue, Fumiaki Oka, Yuichi Maruta, Eiichi Suehiro, Hirokazu Sadahiro, Takayuki Oku, Hiroshi Yoneda, Hideyuki Ishihara, Sadahiro Nomura, Michiyasu Suzuki
        "Continuous Monitoring of Spreading Depolarization and Cerebrovascular Autoregulation after Aneurysmal Subarachnoid Hemorrhage"
        Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases, Volume 25(10), Pages e171-7, 2016(査読有)
    • 【発表】
      1. Takao Inoue
        "Evaluation and control of epilepsy dynamics based on multimodal brain signals and thermal neuromodulation using focal brain cooling"
        Lecture at Emory University, Emory, USA, Nov 18, 2016 ※Invited Lecture
      2. 鈴木倫保
        "温度神経生物学からの新展開-Brain Tsunami (Cortical Spreading Depression)-"
        第23回東北脳循環カンファランス, 仙台, 2016年11月19日, ※特別講演
      3. Kei Hata, Kochi Fujiwara, Manabu Kano, Takao Inoue, Sadahiro Nomura, Hirochika Imoto, Michiyasu Suzuki
        "Design of Focal Brain Cooling Device for Suppression of Epileptic Seizures by Numerical Simulation Based on Pennes Bioheat Equation and Fundamental Equations of Fluid Dynamics"
        AES2016, Houston (George R. Brown Convention Center), USA Dec 3 2016 ※Platform Presentation
  • 平成27年度 (FY2015)
    • 【発表】
      1. 鈴木倫保
        "温度神経生物学 事始め"
        第11回南東北神経科学セミナー, 福島, 2015年12月2日, ※特別講演


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