若手研究支援プログラム（J-PEAKS）

Bioelectronicsは神経回路を調節するために電気刺激を使用する治療の一種です。神経活動を制御することによって、神経回路に作用し、神経機能障害や疾患を治療することができます。たとえば、脳深部刺激は、てんかんやパーキンソン病などの神経疾患の治療に対して高い治療効果を示し、目立った副作用がほとんどありません 。このうち侵襲的なBioelectronicsは通常高い効果を発揮しますが、刺激電極を埋め込む手術となるため患者にとって負担が大きく、深刻な副作用を引き起こす可能性があります。一方、非侵襲的なBioelectronicsは、皮膚に装着するウェアラブル電極を使用するため、施術が容易で合併症のリスクは低減されますが、局所的な刺激に対する精度や制御が不足しがちです 。

そこでゴメス研は、非侵襲的なBioelectronicsによる神経反応を理解し、効果的で精密かつ安全な最先端技術を開発することを目標としています。これらを実現するために、神経科学や計算手法を融合させた学際的なアプローチに取り込んでいます。具体的には，実験データに基づいて検証・改善された神経刺激現象をシミュレーションするIn-Silico実験を行います。さらに、電気、磁気音響、熱などの刺激から活性化に至るメカニズムを捉えるマルチフィジックスの神経発火モデルを用いて、細胞レベルでの新しい神経刺激の仕法を探求しています。これらのメカニズムを包括的に理解し活用することで、神経障害の治療に向けた新しいアプローチを開発すする期待があります。さらに、電気、磁気、音響、熱などのさまざまな刺激を通じて神経刺激を探求し、マルチフィジックス神経発火モデルを用いて活性化メカニズムを明らかにしています。これらのメカニズムを包括的に理解し応用することで、神経障害の革新的な治療法の開発する期待があります。

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