特許 7483694 神経調節技術

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-07

(45)【発行日】2024-05-15

(54)【発明の名称】神経調節技術

(51)【国際特許分類】

   A61N 7/00 20060101AFI20240508BHJP

   A61B 17/00 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

A61N7/00

A61B17/00 700

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021514552

(86)(22)【出願日】2019-08-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-06

(86)【国際出願番号】 US2019049128

(87)【国際公開番号】W WO2020068370

(87)【国際公開日】2020-04-02

【審査請求日】2022-08-24

(31)【優先権主張番号】16/143,255

(32)【優先日】2018-09-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100133503

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 一哉

(72)【発明者】

【氏名】プレオ，クリストファー マイケル

(72)【発明者】

【氏名】カーヌマル，ラクシュミ シリーシャ

(72)【発明者】

【氏名】コテロ，ビクトリア ユージニア

(72)【発明者】

【氏名】グラフ，ジョン フレデリック

【審査官】宮崎 敏長

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０８１８２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５００１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０００７８５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００ ー Ａ６１Ｂ ８／１５

Ａ６１Ｂ １７／００

Ａ６１Ｎ ７／００ ー Ａ６１Ｎ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
対象に対する後続のエネルギー治療間に回復期を有する治療プロトコルに従って、前記対象の目的の領域に第１の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用するように構成されたエネルギー適用デバイスであって、前記第１の非侵襲的超音波エネルギー治療の適用によって引き起こされる望ましくない生理学的効果として前記対象の遠位部位における１つまたは複数の分子の濃度を変化させる、前記エネルギー適用デバイス、および
メモリを備えるコントローラであって、
前記メモリが、前記コントローラによって実行された場合に、前記コントローラに、
前記遠位部位における前記１つまたは複数の分子のそれぞれの濃度を示す１つまたは複数の入力を受信させ、
前記１つまたは複数の分子の前記それぞれの濃度の少なくとも１つが、前記治療プロトコルに関連するそれぞれの閾値範囲内にないと判定させ、
前記１つまたは複数の分子の前記それぞれの濃度の前記少なくとも１つが前記それぞれの閾値範囲内にないと判定したことに応答して、前記目的の領域に第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用する前に、前記メモリに格納された前記治療プロトコルにおける前記回復期の時間を調整させ、また
前記エネルギー適用デバイスに、前記回復期の前記調整された時間の後に前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用するように前記治療プロトコルを動作させる、前記治療プロトコルのための命令を格納する、コントローラ、
を備える、システム。

【請求項2】

前記１つまたは複数の入力が、前記コントローラに通信可能に結合された評価デバイスから受信される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記対象の前記遠位部位における前記１つまたは複数の分子の前記濃度を示す前記１つまたは複数の入力が、前記第１の非侵襲的超音波エネルギー治療が前記目的の領域に適用された後に、前記遠位部位における組織サイズの第１の測定値、前記遠位部位における組織の変位の第２の測定値、またはその両方を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１の測定値、前記第２の測定値、またはその両方が、前記コントローラに通信可能に結合された画像化デバイスから受信される、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記回復期の前記調整された時間の後に前記エネルギー適用デバイスに前記治療プロトコルを動作させて前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用させることが、前記回復期の前記調整された時間の間に前記エネルギー適用デバイスが前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用するのを防止することを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記命令は、前記コントローラに、前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を前記目的の領域に適用する前に、前記エネルギー適用デバイスに関連する１つまたは複数の変調パラメータを調整させる、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記１つまたは複数の変調パラメータが、
前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療の間に、前記エネルギー適用デバイスによって適用されるパルスの周波数、
前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療の間に、前記エネルギー適用デバイスによって適用される前記パルスの振幅、
前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療の間に、前記エネルギー適用デバイスによって適用される前記パルスの幅、
前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療の間に、前記エネルギー適用デバイスによって適用されるエネルギーの量、またはそれらの組み合わせを含む、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

システムであって、
メモリを備えるコントローラであって、
前記メモリは、前記コントローラによって実行された場合に、前記コントローラに、エネルギー適用デバイスに治療プロトコルに従って対象の目的の領域に第１の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用させる前記治療プロトコルを起動させる前記治療プロトコルのための命令を格納し、
前記命令は、前記対象の遠位部位で１つまたは複数の分子の濃度の変化を引き起こすための、前記対象に対する後続のエネルギー治療間の回復期を含み、
前記１つまたは複数の分子の濃度の変化は前記第１の非侵襲的超音波エネルギー治療の適用によって引き起こされる望ましくない生理学的効果として生じ、
前記コントローラは、
前記遠位部位における前記１つまたは複数の分子のそれぞれの濃度を示す１つまたは複数の入力を受信し、
前記１つまたは複数の分子の前記それぞれの濃度の少なくとも１つが、前記治療プロトコルに関連するそれぞれの閾値範囲内にないと判定し、
前記１つまたは複数の分子の前記それぞれの濃度の前記少なくとも１つが前記それぞれの閾値範囲内にないと判定したことに応答して、前記目的の領域に第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用する前に前記回復期の時間を調整し、また
前記回復期の前記調整された時間の後に前記エネルギー適用デバイスに前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用させる前記治療プロトコルを動作させるようにさらに構成される、コントローラ、
を備える、システム。

【請求項9】

前記コントローラは、前記治療プロトコルで動作して、前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用する前に前記回復期の前記時間を動的に調整するように構成される、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記１つまたは複数の入力が、フィードバックループで評価デバイスから受信される、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記１つまたは複数の分子の前記それぞれの濃度が、前記対象の循環グルコース濃度を示す、請求項８に記載のシステム。

【請求項12】

前記１つまたは複数の分子の前記それぞれの濃度が、１つまたは複数の遺伝子の第１の発現レベル、ＲＮＡの第２の発現レベル、またはその両方を示す、請求項８に記載のシステム。

【請求項13】

前記１つまたは複数の分子が、代謝経路、抗炎症経路、神経伝達物質産生経路、神経経路、またはそれらの組み合わせを示す１つまたは複数のマーカーを含む、請求項８に記載のシステム。

【請求項14】

前記１つまたは複数の分子が、核酸、タンパク質、サイトカイン、神経伝達物質、神経ペプチド、ペプチド伝達物質、カテコールアミン、コリンエステラーゼ、またはそれらの組み合わせを含む、請求項８に記載のシステム。

【請求項15】

システムであって、
後続のエネルギー治療間の回復期を有する治療プロトコルに従って、第１の非侵襲的超音波エネルギー治療を対象の目的の領域に適用して、前記対象に、前記対象の変化の特徴的なプロファイルを引き起こすように構成されたエネルギー適用デバイス、および
メモリを備えるコントローラであって、
前記メモリが、前記コントローラによって実行された場合に、前記コントローラに、
前記対象の遠位部位における１つまたは複数の分子のそれぞれの濃度を示す１つまたは複数の入力を受信させ、
前記１つまたは複数の分子の濃度は前記第１の非侵襲的超音波エネルギー治療の適用によって望ましくない生理学的効果として変化し、
前記１つまたは複数の分子の前記それぞれの濃度の少なくとも１つが、前記変化の特徴的なプロファイルとは異なると判定させ、
前記１つまたは複数の分子の前記それぞれの濃度の前記少なくとも１つが、前記変化の特徴的なプロファイルとは異なるとの判定に応答して、前記目的の領域に第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用する前に、前記回復期の時間を調整させ、また
前記回復期の前記調整された時間の後に前記エネルギー適用デバイスに前記第２の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用させる、前記治療プロトコルのための命令を格納する、コントローラ、
を備える、システム。

【請求項16】

前記変化の特徴的なプロファイルが、前記１つまたは複数の分子のうちの第１の分子の第１の濃度の増加、および前記１つまたは複数の分子のうちの第２の分子の第２の濃度の減少を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記変化の特徴的なプロファイルが、前記１つまたは複数の分子のうちの第１の分子の第１の濃度の増加、および前記１つまたは複数の分子のうちの第２の分子の第２の濃度の実質的な変化の欠如を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記変化の特徴的なプロファイルが、前記１つまたは複数の分子のうちの第１の分子の第１の濃度の減少、および前記１つまたは複数の分子のうちの第２の分子の第２の濃度の実質的な変化の欠如を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項19】

評価デバイスを含み、前記遠位部位における前記１つまたは複数の分子のそれぞれの濃度を示す前記１つまたは複数の入力が、前記評価デバイスから受信され、前記１つまたは複数の入力が、前記遠位部位における組織サイズの第１の測定値、前記遠位部位における組織変位の第２の測定値、またはその両方を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

前記命令は、前記コントローラに、前記第１の非侵襲的超音波エネルギー治療を適用する前に、前記１つまたは複数の分子のそれぞれのベースライン濃度を受信させる、請求項１５に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される主題は、神経調節、より具体的には、エネルギー源から適用されるエネルギーを使用して生理学的応答を調節するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

神経調節は、様々な臨床症状の治療に使用されてきた。例えば、脊髄に沿った様々な場所での電気刺激は、慢性腰痛の治療に使用されてきた。植込み型デバイスは、特定の神経線維を活性化するために組織に適用される電気エネルギーを定期的に生成でき、その結果、痛みの感覚が低下する場合がある。脊髄刺激に関して、刺激電極は一般に硬膜外腔に配置されるが、パルス発生器は電極からいくらか離れて、例えば腹部または臀部の領域に配置され得る。しかし、導線を介して電極に接続される。他の実装形態では、脳深部刺激療法を使用して、脳の特定の領域を刺激して運動障害を治療することができ、刺激位置は、神経画像化によって導かれ得る。そのような中枢神経系の刺激は、一般に、局所神経または脳細胞機能を標的とし、電気パルスを送達し、標的神経またはその近くに配置される電極によって媒介される。しかし、電極を標的神経またはその近くに配置することは困難である。例えば、そのような技術は、エネルギーを送達する電極の外科的配置を含み得る。さらに、神経調節を介した特定の組織ターゲティングは困難である。特定の標的神経またはその近くに配置された電極は、神経線維の活動電位を誘発することによって神経調節を媒介し、その結果、ひいては神経シナプスでの神経伝達物質の放出と次の神経とのシナプス伝達が起こる。現在の植込まれた電極の実装は一度に多くの神経または軸索を刺激するので、そのような伝播は、所望よりも比較的大きいまたはより拡散した生理学的効果をもたらす可能性がある。神経経路は複雑で相互に関連しているため、より標的を絞った変調効果がより臨床的に有用である可能性がある。

【発明の概要】

【0003】

元来請求された主題と範囲が釣り合っている特定の実施形態を、以下に要約する。これらの実施形態は、特許請求される主題の範囲を限定することを意図するものではなく、むしろ、これらの実施形態は、可能な実施形態の簡単な概要を提供することのみを意図する。実際、本開示は、以下に記載される実施形態と類似している、または異なる可能性がある様々な形態を包含し得る。

【0004】

一実施形態では、方法は、遠位部位で目的の１つまたは複数の分子の濃度の変化を引き起こすために、１つまたは複数の治療パラメータを含む治療プロトコルに従うことを含み得る。治療プロトコルは、目的の領域への１つまたは複数の超音波エネルギー治療を含み得る。この方法は、治療プロトコルを完了した後、目的の領域における遺伝子の発現レベルおよび遠位部位における目的の１つまたは複数の分子の濃度を評価し、遺伝子の発現レベル、および目的の１つまたは複数の分子の濃度、またはその両方に基づいて、１つまたは複数の治療パラメータを修正することを含み得る。

【0005】

別の実施形態では、方法は、遠位部位で標的化された生理学的結果を引き起こすために、１つまたは複数の治療パラメータを含む治療プロトコルに従うことを含み得る。治療プロトコルは、目的の領域への１つまたは複数の超音波エネルギー治療を含み得る。この方法は、治療プロトコルを完了した後、目的の領域における遺伝子の発現レベルを評価すること、および遺伝子の発現レベルに基づいて、１つまたは複数の治療パラメータを修正することを含み得る。

【0006】

別の実施形態では、方法は、遠位部位で目的の１つまたは複数の分子の濃度の変化を引き起こすために、１つまたは複数の治療パラメータを含む治療プロトコルに従うことを含み得る。治療プロトコルは、目的の領域への１つまたは複数の超音波エネルギー治療を含み得る。この方法は、目的の領域における遺伝子のＲＮＡ転写を評価すること、および目的の領域における遺伝子のＲＮＡ転写に基づいて、１つまたは複数の治療パラメータを修正することを含み得る。

【図面の簡単な説明】

【0007】

本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明が、図面全体にわたって同様の文字が同様の部分を表す添付の図面を参照して読まれるときに、よりよく理解されるであろう。

【0008】

【図1】本開示の実施形態による、パルス発生器を使用する神経調節システムの概略図である。

【図2】本開示の実施形態による、神経調節システムのブロック図である。

【図3】本開示の実施形態による、動作中の超音波エネルギー適用デバイスの概略図である。

【図4】本開示の実施形態による、図１の神経調節システムと併せて使用することができるエネルギー適用デバイスの例である。

【図5】本開示の実施形態による、標的の生理学的結果を達成するための超音波エネルギー適用のための実験の設定の概略図である。

【図6】本開示の実施形態による、経時的な治療を最適化するための神経調節技術の流れ図である。

【図7A】本開示の実施形態による、２週間にわたる超音波エネルギー適用の実験的タイムラインである。

【図7B】本開示の実施形態による、１週間にわたる超音波エネルギー適用の実験的タイムラインである。

【図7C】本開示の実施形態による、２週間にわたる偽対照の適用の実験的タイムラインである。

【図7D】本開示の実施形態による、ナイーブの対照の実験的タイムラインである。

【図8】本開示の実施形態による、サイトカイン活性に関連する遺伝子（Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ ＧＯ：０００５１２５）のトランスクリプトームデータを示す。

【図9A】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓における腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）のＲＮＡの濃度を示している。

【図9B】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるインターロイキン１アルファのＲＮＡの濃度を示している。

【図9C】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるインターロイキン６のＲＮＡの濃度を示している。

【図9D】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるＣ－Ｃモチーフケモカインリガンド４のＲＮＡの濃度を示している。

【図9E】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるインターロイキン１ベータのＲＮＡの濃度を示している。

【図9F】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるＣ－Ｃモチーフケモカインリガンド２０のＲＮＡの濃度を示している。

【図10A】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるマイトジェン活性化プロテインキナーゼ１４（ｐ３８）のＲＮＡおよびタンパク質の濃度を示している。

【図10B】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるリボソームタンパク質Ｓ６キナーゼＢ１（ｐ７０Ｓ６Ｋ）のＲＮＡおよびタンパク質の濃度を示している。

【図10C】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるｖ－ａｋｔネズミ胸腺腫ウイルス腫瘍遺伝子ホモログ１（Ａｋｔ）のＲＮＡおよびタンパク質の濃度を示している。

【図10D】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるグリコーゲンシンターゼキナーゼ３ベータ（ＧＳＫ３Ｂ）のＲＮＡおよびタンパク質の濃度を示している。

【図10E】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるＳＲＣプロトオンコジーン、非受容体チロシンキナーゼ（ｃ－Ｓｒｃ）のＲＮＡおよびタンパク質の濃度を示している。

【図10F】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるＢ細胞（ＮＦ－κβ）におけるカッパライトポリペプチド遺伝子エンハンサーの核因子のＲＮＡおよびタンパク質の濃度を示している。

【図10G】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるサイトカインシグナル伝達抑制因子３（ＳＯＣＳ３）のＲＮＡおよびタンパク質の濃度を示している。

【図11】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるコリン作動性受容体ニコチン性アルファ４サブユニット（ＣＨＲＮＡ４）のＲＮＡの濃度を示している。

【図12A】本開示の実施形態による、活性化されたＴ細胞の増殖（Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ：ＧＯ：００４２１０４）の正の調節に関連する遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。

【図12B】本開示の実施形態による、Ｂ細胞活性化の調節に関連する遺伝子（Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ：ＧＯ：００５０８６４）のトランスクリプトームデータを示す。

【図13A】本開示の実施形態による、グルカン生合成プロセスに関連する遺伝子（Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ：ＧＯ：０００９２５０）のトランスクリプトームデータを示す。

【図13B】本開示の実施形態による、転写因子とみなされるタンパク質をコードする遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。

【図14】本開示の実施形態による、ＬＰＳを検出する能力に関連する遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。

【図15】本開示の実施形態による、ＬＰＳおよび重要なサイトカイン応答遺伝子を検出する能力に関連する遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。

【図16A】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるコリン作動性受容体ニコチン性アルファ４サブユニット（ＣＨＲＮＡ４）のＲＮＡの濃度を示している。

【図16B】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるコリンＯ－アセチルトランスフェラーゼ（ＣＨＡＴ）のＲＮＡの濃度を示している。

【図16C】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓における溶質担体ファミリー５メンバー７（ＳＬＣ５Ａ７）のＲＮＡの濃度を示している。

【図16D】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照脾臓、および超音波刺激脾臓におけるアセチルコリンエステラーゼ（カートライト血液群）（ＡＣＨＥ）のＲＮＡ濃度を示す。

【図16E】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照脾臓、および超音波刺激脾臓におけるブチルリルコリンエステラーゼ（ＢＣＨＥ）のＲＮＡ濃度を示す。

【図16F】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓における溶質担体ファミリー１８メンバーＡ３（ＳＬＣ１８Ａ３）のＲＮＡの濃度を示している。

【図17A】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるアクアポリン１（Ｃｏｌｔｏｎ血液群）のＲＮＡの濃度を示している。

【図17B】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるアクアポリン３（Ｇｉｌｌ血液群）のＲＮＡの濃度を示している。

【図18A】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓における膜貫通タンパク質１７６Ａ（ＴＭＥＭ１７６Ａ）のＲＮＡの濃度を示している。

【図18B】本開示の実施形態による、ナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓における膜貫通タンパク質１７６Ｂ（ＴＭＥＭ１７６Ｂ）のＲＮＡの濃度を示している。

【図18C】本開示の実施形態による、ＴＭＥＭ１７６ＡおよびＴＭＥＭ１７６Ｂに関連する遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。

【図19】本開示の実施形態による、リポ多糖誘発性高血糖動物モデルの脾臓、右副腎、仙骨神経節、結節神経節、および孤束核への超音波エネルギー適用後の血中のノルエピネフリン、アセチルコリン、および腫瘍壊死因子の濃度を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

１つまたは複数の特定の実施形態を以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供するために、実際の実装のすべての特徴が本明細書に記載されているわけではない。任意のエンジニアリングまたは設計プロジェクトと同様に、このようないずれかの実際の実装の開発では、実装ごとに異なる場合がある、システム関連およびビジネス関連の制約への準拠など、開発者の特定の目標を達成するために、実装固有の多数の決定を行う必要があることを理解されたい。さらに、そのような開発努力は複雑で時間を要するものであるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとって、設計、製作、および製造の日常的な作業であることを理解されたい。

【0010】

本明細書に記載されているいずれの例または図は、それらが使用されるいずれか１つまたは複数の用語に対する制限、限定、または定義の明示のいずれかの様式とみなされるべきではない。代わりに、これらの例または図は、様々な特定の実施形態に関して説明されており、例示のみであるとみなされるべきである。当業者は、これらの例または図が利用される任意の１つまたは複数の用語が、共にまたは本明細書の他の場所で与えられる場合も与えられない場合もある他の実施形態を包含し、そのようなすべての実施形態が、その１つまたは複数の用語の範囲内に含まれることを意図していることを、理解されよう。そのような非限定的な例および図を呼称する文言には、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「例えば（ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅ）」、「例えば（ｓｕｃｈ ａｓ）」、「例えば（ｅ．ｇ．）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「特定の実施形態において（ｉｎ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「いくつかの実施形態において（ｉｎ ｓｏｍｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、および「（一）実施形態において（ｉｎ ｏｎｅ（ａｎ）ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」が含まれるが、これらに限定されない。

【0011】

本開示の様々な実施形態の要素を導入する場合、冠詞の「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ（前記）」は、要素の１つまたは複数が存在していることを意味することを意図している。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在する可能性があることを意味する。さらに、以下の説明におけるいずれの数値の例も、非限定的であることを意図しており、したがって、追加の数値、範囲、およびパーセンテージは、開示された実施形態の範囲内にある。

【0012】

本明細書で提供されるのは、神経が終結する部位の組織または他の解剖学的構造の領域へエネルギーを適用することを介して、対象を治療するために使用される神経調節技術である。適用されるエネルギーは、適用される全体的なエネルギーが比較的低くなるように、組織または構造の副次的領域を標的とすることができる。さらに、目的の特定の領域を標的とすることにより、特定の神経経路を選択的に調節する一方で、目的の領域の外側にある他の非標的神経経路は調節されないままにすることができる。このようにすると、器官の１つの副次的領域の神経調節は、器官の異なる副次的領域の神経調節とは異なる標的生理学的結果をもたらす可能性がある。特定の例では、神経調節エネルギーで肝臓の肝門領域を標的にすることが、結果として循環グルコースの濃度の変化を引き起こし得る。肝臓の他の領域を標的にすると、循環グルコース濃度に同じ変化が生じない場合がある。別の例では、神経調節エネルギーで脾臓の領域を標的にすると、ノルエピネフリンとアセチルコリンの濃度を変化させる可能性がある。さらに、末梢神経節の神経調節は、コリン作動性抗炎症経路、ドーパミン産生経路、ならびにグルコース調節および／またはインスリン産生経路を調節し得る。したがって、器官内の神経終末（例えば、軸索の終末）の分布は、ひいては、選択的神経調節を可能にし、神経調節エネルギーで直接標的とされる神経に応じた、標的化された生理学的結果を達成できる。末梢神経におけるそのような技術は、末梢神経経路の末端で伝播する標的の効果を達成する。ただし、標的化された生理学的結果には、複数の重複する経路での活動の変化が含まれる場合がある。

【0013】

本明細書で論じられるように、神経調節は、例えば、特定の障害の治療のために、標的化された生理学的結果を引き起こすために実施され得る。患者は、一定の間隔（例えば、毎日）である期間（例えば、数週間）にわたって神経調節の治療レジメンから利益を得て、所望の標的化された生理学的結果を達成することができる。ただし、複数の重複する経路の活動の変化は、神経調節治療の効果を時間の経過とともに低下させる代償的な生理学的効果を、時間の経過とともにもたらす可能性がある。したがって、本技術は、神経調節の有効性を評価することができるように、複数の経路のマーカーの評価を提示する。得るものが減少する場合、治療レジメンは、神経調節を再開する前に代償の経路が正常に戻ることを可能にする回復期を組み込むことができる。一実施形態では、評価は、複数のマーカーの遺伝子発現の特徴的なプロファイルであり、特定のプロファイルは、神経調節の有効性を低下させる生理学的変化に関連し、一方で他のプロファイルは、効果的な神経調節のための好ましい遺伝子発現の環境に関連する。特徴的な遺伝子の発現またはマーカー発現のプロファイルは、本明細書で提供される神経調節の実施において神経軸索終末へのエネルギーの適用を介して伝播される複雑な生理学的変化を示している。別の実施形態では、特徴的なプロファイルは、目的の１つまたは複数の分子（例えば、循環分子、バイオマーカー）の濃度の変化または修正に関する。

【0014】

人間の神経系は、神経細胞またはニューロンの複雑なネットワークであり、脳と脊髄の中枢と、体の様々な神経の末梢にて見出せる。ニューロンには、細胞本体、樹状突起、および軸索がある。神経は、体の特定の部分に機能するニューロンの群である。神経には、数百のニューロンから数十万のニューロンが含まれ得る。神経には、求心性ニューロンと遠心性ニューロンの両方が含まれていることがよくある。求心性ニューロンは中枢神経系に信号を伝え、遠心性ニューロンは末梢神経系に信号を伝える。１つの場所にある神経細胞本体の群は神経節として知られている。神経で発生させた電気信号（例えば、内在的または外部刺激を介して）は、ニューロンと神経を介して伝導される。ニューロンは、受信側の細胞に隣接するシナプス（接続部）で神経伝達物質を放出し、電気信号の継続と変調を可能にする。

【0015】

ニューロンの電気信号は活動電位として知られている。活動電位は、細胞膜の両端の電位が特定の閾値を超えると開始される。次に、この活動電位はニューロンの全長に沿って伝播する。神経の活動電位は複雑であり、神経内の個々のニューロンの活動電位の合計を表す。ニューロンの軸索終末と受容細胞の間の接合部はシナプスと呼ばれる。活動電位は、ニューロンの軸索を下ってその軸索終末に移動する。軸索終末は、神経線維のシナプス前終末またはシナプス終末を形成する軸索神経の分枝の遠位末端である。活動電位の電気インパルスは、神経伝達物質を含む小胞のシナプス前軸索終末のシナプス前膜への移動を引き起こし、最終的には、神経伝達物質のシナプス間隙（例えば、シナプス前細胞とシナプス後細胞の間に形成される空間）または軸索細胞外間隙への放出を引き起こす。化学シナプスは、神経伝達物質を放出することにより、活動電位の電気信号を化学信号に変換する。化学シナプスとは対照的に、電気シナプスは、イオン電流がシナプス前軸索終末に流れ込み、細胞膜を越えてシナプス後細胞に流れることを可能にする。

【0016】

活動電位の生理学的効果は、細胞膜を横切るイオンの動きによって媒介される。ニューロンは、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃｌ^－などのイオンがニューロン膜を通過するのを促進するイオンポンプを介して、静止膜電位を積極的に維持する。異なる種類のニューロンが、異なる静止膜電位を維持することもある（例えば、－７５ｍＶ～－５５ｍＶ）。活動電位は、イオンの流入（すなわち、電荷の移動）によって生成され、膜を横切る電圧の一時的な上昇に関連する膜電位の大きな偏差を生成する。例えば、膜電位の上昇は、３０ｍＶから６０ｍＶの範囲にあり得る。シナプス後ニューロンの活動電位は、シナプス前（例えば、上流）ニューロンからの神経伝達物質の放出に応答して開始できる。シナプス前ニューロンから放出された神経伝達物質は、シナプス後ニューロンの受容体に結合し、それが次にイオンの流入とそれに続く膜を横切る脱分極を引き起こす。次いで、このプロセスが神経内の後続のニューロン間で発生すると、活動電位は神経に沿って伝播する。

【0017】

シナプスは２つのニューロン間の接合部に位置し得て、これにより活動電位が神経線維に伝播することが可能になる。しかし、軸索終末はまた、ニューロンと非ニューロン細胞との間の接合部でシナプスを形成し得るか、または間質液または体液で終結し得る。シナプスの種類には、例えば、神経免疫接合部にある免疫細胞とのシナプス、臓器内の常在感覚細胞とのシナプス、または腺細胞とのシナプスが含まれる。神経伝達物質をシナプス間隙へ放出すること、および神経伝達物質をシナプス後細胞のシナプス後膜にある受容体へ結合することは、下流効果をもたらす。これは、シナプス前ニューロンの性質、放出される特定の神経伝達物質、およびシナプス後細胞の性質（例えば、シナプス後細胞の利用可能な受容体の種類）に依存する。さらに、活動電位は興奮性または抑制性である可能性がある。興奮性シナプス後活動電位は、シナプス後ニューロンが発火するか、その後の活動電位を放出する可能性を高める。対照的に、抑制性シナプス後活動電位は、シナプス後ニューロンがその後の活動電位を発火または放出する可能性を低下させる。いくつかのニューロンが連携して、下流の活動電位を誘発したり、下流の活動電位を阻害したりする神経伝達物質を放出する場合がある。

【0018】

神経調節は、外部エネルギー源からのエネルギーを神経系の特定の領域に適用して、１つまたは複数の神経を活性化および／または遮断するか、神経機能を増加および／または減少させる。電気的神経調節は、標的神経またはその近くに１つまたは複数の電極を適用し、適用されたエネルギーは、エネルギー適用部位の下流の領域で生理学的応答を引き起こすために神経を介して伝えられる（例えば、活動電位として）。ただし、神経系が複雑なため、特定のエネルギー適用部位の生理学的反応の範囲と最終的なエンドポイントを予測することは困難である。中枢神経系（すなわち脳組織）の超音波変調の戦略は神経活動の変調の成功を示しているが、末梢神経を変調する試みは遅れている。例えば、中枢神経系（ＣＮＳ）の超音波変調には、シナプス構造体が豊富な脳の皮質領域の刺激が含まれるが、末梢神経の超音波刺激の試みは、シナプス構造体がより豊富でない、またはそれを欠いた神経幹を標的としてきた。

【0019】

本明細書で提供されるのは、目的の標的の領域の直接的かつ集中的な調節に基づく神経調節のための、および神経調節の結果として標的化された生理学的結果を引き起こすための技術である。目的の標的の領域の神経調節は、目的の標的の領域の外部にエネルギーを適用することなく、目的の標的の領域のみに限定的かつ非切除的なエネルギーを適用することを可能にする。シナプスを含んだあるボリュームの組織にエネルギーを適用することにより、シナプスを優先的に活性化して神経伝達物質または神経ペプチドの放出を引き起こすことにより、所望の結果を達成することができる。このようにすると、目的の領域内のシナプスは活性化されるが、目的の領域外部のシナプスは活性化されない。標的とされたシナプス前神経細胞は、神経伝達物質または神経ペプチドを放出するか、または隣接する非神経細胞または神経細胞の近くで神経伝達物質または神経ペプチドの変化した放出を誘発して、細胞活性を調節することができる。これは次に、シナプスが豊富な領域を直接刺激することなく、目的の領域の外部（例えば、目的の標的の領域を含む組織または構造、または、目的の標的の領域を含まない臓器、組織、または構造にある）の局所的効果および／または非局所的（例えば、全身の）効果をもたらす可能性がある。

【0020】

神経調節は、グルコース代謝および関連する障害の治療、疾患の進行の変化、および全身性の炎症の制御に使用することができる。例えば、１つまたは複数の目的の領域での肝臓の調節は、糖尿病（すなわち、１型または２型糖尿病）、高血糖症、敗血症、外傷、感染症、糖尿病関連認知症、肥満、または他の摂食障害または代謝障害を治療するために使用され得る。神経調節はまた、体重の減少を促進するか、食欲を制御する、悪液質を治療する、または食欲を増加させるために使用され得る。例えば、膵臓への直接刺激は食欲の増加をもたらし、肝臓への直接刺激はニューロペプチドＹ（ＮＰＹ）の減少を引き起こし、それがひいては満腹感のシグナルを促進し、脾臓への直接刺激は全身性炎症の減少をもたらすことが可能である。さらに、末梢神経節の神経調節は、コリン作動性抗炎症経路（ＣＡＰ）、ドーパミン産生経路、ならびにグルコース調節および／またはインスリン産生経路を調節し得る。

【0021】

目的の標的の領域への神経調節は、治療の時間を超えて持続する治療の結果をもたらし得る。例えば、事前定義された期間にわたって目的の標的の領域へ反復的にエネルギーを適用する治療は、疾患の症状の持続的な改善をもたらし得る。事前定義された期間は、神経調節治療が行われる時間、日、週、または月の時間枠であり得る。さらに、神経調節治療は、事前定義された期間内の１つまたは複数の別個のエネルギー適用事象を含み得る。個別のエネルギー適用事象は、事前定義された期間内に同じ目的の領域に繰り返し発生させることができる。例えば、神経調節治療は、１日１回、１日おき、２日ごと、３日ごと、１週間に１回、または事前設定された変調パラメータに従って事前定義された期間内に目的の領域で他のいずれかの適切な治療率で行うことができる。

【0022】

例えば、変調パラメータは、継続的から断続的までの範囲の様々な刺激時間のパターンを含み得る。変調パラメータはまた、刺激の適用の頻度および持続時間を含み得る。適用する頻度は、継続的であっても、または様々な期間、例えば、１日以内または１週間以内に送達されるのでもよい。治療する期間は、数分から数時間を含むがこれらに限定されない様々な期間にわたって続く可能性がある。さらに、変調パラメータは、超音波エネルギー治療間での回復期の期間を含み得る。回復期の期間は、神経調節治療を再開する前に、目的の領域の代償経路が正常に戻ることを可能にし得る。

【0023】

ただし、目的の領域内のシナプスの継続的な刺激は、時間の経過とともに、対象に望ましくない生理学的結果をもたらす可能性がある。例えば、目的の特定の分子（例えば、神経伝達物質または神経ペプチド）を放出するための（神経調節治療プロトコルの一部としての）ある期間にわたる対象への一連のエネルギー適用事象もまた、細胞の受容体の遺伝子発現の変化、および／またはある期間にわたる対象における目的の分子のチャネルの変化（例えば、エネルギー適用事象の前のベースラインと比較した発現レベルの低下）を引き起こし得る。遺伝子発現のダウンレギュレーションは、細胞が特定の分子によって長期間過剰刺激されると発生する可能性があり、分子の細胞受容体の対応する産生は、分子による細胞の過剰刺激を補うために減少する可能性がある。したがって、シナプスを繰り返し刺激して目的の領域内で目的の分子を長期間にわたって放出すると、対応する細胞の受容体および／またはチャネルの遺伝子発現のダウンレギュレーションが引き起こされ、それによって長期間にわたるその後のエネルギー適用事象の有効性が低下する可能性がある。あるいは、組織領域内のシナプスの反復的な刺激は、神経伝達物質または神経ペプチドを代謝、分解、または阻害することにより、それらの半減期に関与する遺伝子のアップレギュレーションを引き起こす可能性がある。例えば、ブチリルコリンエステラーゼ（ＢＣＨＥ）は、アップレギュレートされた後、タンパク質の翻訳、グリコシル化、および分泌が続き得る遺伝子である。ＢＣＨＥは、神経伝達物質であるアセチルコリンを加水分解することができ、様々な疾患（肥満、メタボリックシンドローム、炎症性疾患、悪性腫瘍など）の予後マーカーとして提案されており、神経ガスや農薬の予防的対策である。ＢＣＨＥは、脳、肝臓、リンパ組織を含むほとんどの組織で発現する。

【0024】

したがって、本明細書で提供されるのは、各エネルギー適用事象に対する急性の応答（例えば、神経伝達物質または神経ペプチドの放出）が持続され得るが望ましくない長期的な作用を最小限に抑えられるように、対象に対する神経調節治療の１つまたは複数の治療パラメータを決定および／または修正するための技術である。治療パラメータは、神経調節治療（例えば、別個のエネルギー適用事象）が対象に適用される治療期間、治療期間内の別個のエネルギー適用事象の治療頻度、および／または回復期の期間（例えば、その後の神経調節治療または治療期間との間の期間）を含み得る。例えば、回復期は、遺伝子発現のレベルへの望ましくない変化など、神経調節治療によって引き起こされるいずれかの望ましくない生理学的効果の逆転を促進し得る。回復期の期間が経過し、遺伝子発現レベルのいずれかの変化が実質的に逆転した（例えば、神経調節治療前のベースライン閾値に向かう）後、その後の神経調節治療を開始することができる。いくつかの実施形態において、遺伝子発現のレベルの変化は、対象の神経調節治療の所望の効果であり得る。そのような実施形態では、先行の神経調節治療が適切な方向の遺伝子発現のレベルを変えた（例えば、増加または減少した）場合、回復期をスキップして、その後の神経調節治療を開始することができる。

【0025】

治療パラメータ（例えば、治療の期間、治療頻度、および回復期の期間）は、対象に対する最初の神経調節治療の前に決定され得る。いくつかの実施形態では、治療パラメータは、神経調節治療または過去または実験データの結果としての対象における所望の生理学的結果に基づいて決定され得る。最初の神経調節治療が完了した後、対象における特定の遺伝子の発現レベルを評価することができ、遺伝子の発現レベルが望ましいものかどうかについて決定を下すことができる。遺伝子の発現レベルが望まれている場合、その後の神経調節治療は、以前に決定された治療パラメータに基づいて進行し得る。遺伝子の発現レベルが望ましいものではない場合、その後の神経調節のための治療パラメータは、対象における遺伝子の評価された発現レベル、対象における所望の生理学的結果、過去のデータ、または実験的データを含むがこれらに限定されない要因に基づいて変更され得る。したがって、本明細書で提供される神経調節技術は、神経調節治療に対する所望の急性応答を維持しつつ、神経調節治療のいずれかの望ましくない長期的な作用を最小限に抑えることができるように、長期間にわたって対象の神経調節治療の治療パラメータを最適化することができる。

【0026】

そのために、開示された神経調節技術は、神経調節システムと組み合わせて使用することができる。図１は、エネルギーの適用に応答して、神経伝達物質の放出を達成するため、および／またはシナプスの構成要素（例えば、シナプス前細胞、シナプス後細胞）を活性化するための神経調節のためのシステム１０の概略図である。図示されたシステムは、エネルギー適用デバイス１２（例えば、超音波変換器）に連結されたパルス発生器１４を含む。エネルギー適用デバイス１２は、エネルギーパルスを（例えば、１つまたは複数のリード線または無線での接続を介して）受信し、エネルギーパルスを目的の領域（例えば、末梢神経節、またはその一部）に向けるように構成され、それはひいては、標的化された生理学的結果をもたらす。特定の実施形態では、パルス発生器１４および／またはエネルギー適用デバイス１２は、生体適合性部位（例えば、腹部）に植込まれ得、リード線は、エネルギー適用デバイス１２およびパルス発生器１４を内部で連結する。例えば、エネルギー適用デバイス１２は、容量性微細加工超音波変換器などのＭＥＭＳ変換器であり得る。

【0027】

特定の実施形態では、エネルギー適用デバイス１２および／またはパルス発生器１４は、無線で、例えば、パルス発生器１４に順次命令を与えることができるコントローラ１６と通信することができる。他の実施形態では、パルス発生器１４は、体外デバイスであり得（例えば、対象の体外の位置から経皮的または非侵襲的にエネルギーを適用するように動作し得る）、特定の実施形態では、コントローラ１６内に統合され得る。パルス発生器１４が体外である実施形態では、エネルギー適用デバイス１２は、介護者によって操作され得、エネルギーパルスが所望の内部組織に経皮的に送達されるように、対象の皮膚またはその上方にあるスポットに配置され得る。エネルギーパルスを所望の部位に適用するように配置されると、システム１０は、神経調節を開始して、標的化された生理学的結果または臨床効果を達成することができる。

【0028】

特定の実施形態では、システム１０は、コントローラ１６に連結され、変調の標的化された生理学的結果が達成されたかどうかを示す特性を評価するように構成される評価デバイス２０を含み得る。一実施形態では、標的化された生理学的結果は局所的であり得る。例えば、変調は、局所的な組織への変化、または機能の変化、例えば組織構造の変化、特定の分子の濃度の局所的変化、組織の変位、流体運動の増加などをもたらし得る。

【0029】

特定の実施形態において、調節は、全身的および／または非局所的変化をもたらし得る。標的化された生理学的結果は、循環分子の濃度の変化、またはエネルギーが直接適用された目的の領域を含まない組織の特性の変化に関連している可能性がある。一例では、変位は、所望の変調の代理測定であり得、期待される変位の値に満たない変位の測定は、期待される変位の値が誘発されるまで、変調パラメータの修正をもたらし得る。したがって、評価デバイス２０は、いくつかの実施形態において、濃度の変化を評価するように構成され得る。いくつかの実施形態では、評価デバイス２０は、組織のサイズおよび／または位置の変化を評価するように構成された画像化デバイスであり得る。システム１０の描写された要素は別々に示されているが、要素のいくつかまたはすべてを互いに組み合わせることができることを理解されたい。さらに、要素のいくつかまたはすべては、有線または無線の方法で互いに通信することができる。

【0030】

評価に基づいて、コントローラ１６の変調パラメータを変更することができる。例えば、所望の変調が、定められた時間枠内（例えば、エネルギー適用の処置が開始されてから５分または３０分後）の濃度の変化（例えば、循環濃度または１つまたは複数の分子の組織濃度）に関連する場合、または処置の開始時のベースラインと比較して、変調パラメータ（例えば、パルス周波数）の変更が望まれる場合があり、これは、次に、操作者によって、または自動フィードバックループを介して、パルス発生器１４のエネルギー適用パラメータまたは変調パラメータを定義または調整するべく、コントローラ１６に与えることができる。

【0031】

本明細書で提供されるシステム１０は、様々な変調パラメータに従ってエネルギーパルスを供給することができる。例えば、変調パラメータは、継続的から断続的までの範囲の様々な刺激時間のパターンを含み得る。断続的な刺激では、エネルギーは信号がオンの時間に、特定の周波数で一定期間供給される。信号がオンの時間の後には、信号がオフの時間と言及される、エネルギーが供給されない期間が続く。変調パラメータはまた、刺激の適用の頻度、および持続時間を含み得る。適用する頻度は、継続的であっても、または様々な期間、例えば、１日以内または１週間以内に送達されるのでもよい。治療する期間は、数分から数時間を含むがこれらに限定されない様々な期間にわたって続く可能性がある。特定の実施形態では、特定の刺激パターンによる治療期間は、１時間持続し得、例えば、７２時間間隔で繰り返され得る。特定の実施形態では、治療は、より高い頻度、例えば３時間で、またはより短い期間、例えば３０分で送達され得る。したがって、治療期間および頻度などの変調パラメータに従って、エネルギーの適用を調整可能に制御して、所望の結果を達成することができる。

【0032】

特定の実施形態では、コントローラ１６の変調パラメータは、所望の結果を達成するために、対象の疾患の１つまたは複数の特徴に基づいて変更され得る。治療期間および／またはエネルギーを適用する適用頻度は、治療の所望の結果を達成するために、経時的な疾患の進行に基づいて、増加または減少し得る。例えば、患者の病状が悪化した場合、治療期間および／または適用頻度は、所望の結果を達成するために時間とともに増加し得る。別の例では、患者の病状が改善した場合、治療期間および／または適用頻度は、維持または時間とともに減少させてよい。

【0033】

図２は、システム１０の特定の構成要素のブロック図である。本明細書で提供される場合、神経調節のためのシステム１０は、対象の組織に適用するための複数のエネルギーパルスを生成するように適合されたパルス発生器１４を含み得る。パルス発生器１４は、別個であり得るか、またはコントローラ１６などの外部デバイスに統合され得る。コントローラ１６は、デバイスを制御するためのプロセッサ３０を含む。ソフトウェアコードまたは命令は、デバイスの様々な構成要素を制御するためにプロセッサ３０によって実行されるために、コントローラ１６のメモリ３２に格納される。コントローラ１６および／またはパルス発生器１４は、１つまたは複数のリード３３を介して、または無線でエネルギー適用デバイス１２に接続することができる。

【0034】

コントローラ１６はまた、臨床医が変調プログラムに選択入力または変調パラメータを提示することを可能にするように適合された入力／出力回路３４およびディスプレイ３６を備えたユーザインターフェースを含む。各変調プログラムは、パルスの振幅、パルス幅、パルス周波数などを含む変調パラメータの１つまたは複数のセットを含み得る。パルス発生器１４は、コントローラ１６からの制御信号に応答してその内部パラメータを修正して、リード３３を介してエネルギー適用デバイス１２が適用される対象に送られるエネルギーパルスの刺激特性を変化させる。定電流、定電圧、複数の独立した電流または電圧源などを含むがこれらに限定されない、任意の適切なタイプのパルス生成回路を使用することができる。適用されるエネルギーは、電流の振幅とパルス幅の持続時間の関数である。コントローラ１６は、変調パラメータを変更すること、および／または特定の時間にエネルギーの適用を開始すること、特定の時間にエネルギーの適用をキャンセルすること、または特定の時間にエネルギーの適用を抑制することによって、エネルギーを調整可能に制御することを可能にする。一実施形態では、エネルギー適用デバイスの調整可能な制御は、対象内の１つまたは複数の分子（例えば、循環分子）の濃度に関する情報に基づく。情報が評価デバイス２０からのものである場合、フィードバックループが調整可能な制御を駆動することができる。例えば、評価デバイス２０によって測定される循環グルコース濃度が、所定の閾値または範囲を超える場合、コントローラ１６は、目的の領域（例えば、末梢神経節）へのエネルギーの適用を、循環グルコースの減少に関連付けられている変調パラメータにして開始し得る。エネルギー適用の開始は、所定の（例えば、所望の）閾値を超えて、または所定の範囲外にドリフトするグルコース濃度によって引き起こされ得る。別の実施形態では、調整可能な制御は、エネルギーの最初の適用が、事前定義された時間枠（例えば、１時間、２時間、４時間、１日）内で標的化された生理学的結果（例えば、目的の分子の濃度）の期待される変化をもたらさない場合、変調パラメータを変更する形態であり得る。特定の実施形態では、評価デバイス２０は、遺伝子発現を測定するデバイスであり得る。

【0035】

一実施形態では、メモリ３２は、操作者によって選択可能な異なる動作モードを格納する。例えば、格納された動作モードは、特定の治療部位（例えば、肝臓、脾臓、末梢神経節、または膵臓）に関連する一連の変調パラメータを実行するための命令を含み得る。部位が異なれば、関連する変調パラメータも異なる場合がある。操作者に手作業でモードを入力させるのではなく、コントローラ１６は、選択に基づいて適切な命令を実行するように構成され得る。別の実施形態では、メモリ３２は、異なるタイプの治療のための動作モードを格納する。例えば、活性化は、組織機能の抑制または遮断に関連するものと比較して、異なる刺激圧力または周波数範囲に関連し得る。特定の例では、エネルギー適用デバイスが超音波変換器である場合、時間平均電力（時間平均強度）およびピーク陽圧は、１ｍＷ／ｃｍ^２から３０，０００ｍＷ／ｃｍ^２（時間平均強度）および０．１ＭＰａ～７ＭＰａ（ピーク圧力）の範囲にある。一例では、時間平均強度は、熱損傷およびアブレーションまたはキャビテーションに関連するレベルを回避するために、目的の領域において３５Ｗ／ｃｍ^２未満である。別の特定の例では、エネルギー適用デバイスが機械的アクチュエータである場合、振動の振幅は０．１から１０ｍｍの範囲にある。選択される周波数は、エネルギー適用のモード（例えば、超音波アクチュエータまたは機械的アクチュエータ）に依存し得る。

【0036】

別の実施形態では、メモリ３２は、所望の結果を達成するために変調パラメータの調整または修正を可能にする較正または設定モードを格納する。一例では、刺激は、より低いエネルギーパラメータで始まり、自動的に、または操作者の入力の受信時に、漸進的に増加する。このようにして、操作者は、変調パラメータが変更されているときに、誘発された作用の調整を達成することができる。

【0037】

システムはまた、エネルギー適用デバイス１２の集束を促進する画像化デバイスを含み得る。特定の実施形態では、画像化デバイスは、エネルギー適用デバイス１２と統合され得るか、または画像化デバイスは、目的の領域の選択（例えば、空間的に選択する）のため、および標的化およびその後の神経調節ため選択された目的の領域にエネルギーを集中させるために、異なる超音波パラメータ（例えば、周波数、開口、またはエネルギー）が、適用されるように、エネルギー適用デバイス１２と同じデバイスにしてもよい。別の実施形態では、メモリ３２は、臓器または組織構造内の目的の領域を空間的に選択するために使用される１つまたは複数のターゲティングまたは集束モードを格納する。空間の選択は、本明細書で提供される画像データに依存し得る。空間の選択に基づいて、エネルギー適用デバイス１２は、目的の領域に対応する患者の選択されたボリュームに焦点を合わせ得る。例えば、エネルギー適用デバイス１２は、最初にターゲティングモードで動作して、目的の領域を識別するために使用される画像データをキャプチャするために使用されるターゲティングモードのエネルギーを適用するように構成され得る。ターゲティングモードのエネルギーは、優先的な活性化に適したレベルではなく、および／または変調パラメータで適用されてはいない。しかし、目的の領域が識別されると、コントローラ１６は、優先的な活性化に関連する変調パラメータに従って、治療モードで動作することができる。

【0038】

コントローラ１６はまた、変調パラメータの選択への入力として、標的化された生理学的結果に関連する入力を受信するように構成され得る。例えば、画像化モダリティを使用して、目的の領域へのエネルギー適用の結果である組織の特性を評価する場合、コントローラ１６は、特性の計算されたインデックスまたはパラメータを受信するように構成され得る。インデックスまたはパラメータが事前定義された閾値を上回っているか下回っているかに基づいて、変調パラメータを修正できる。一実施形態では、パラメータは、影響を受けた組織の組織変位の測定値、または影響を受けた組織の深さの測定値であり得る。他のパラメータは、１つまたは複数の目的の分子の濃度を評価することを含み得る（例えば、閾値またはベースライン／対照に対する濃度の変化、変化率の１つまたは複数を評価すること、濃度が所望の範囲内にあるかどうかを判断すること）。さらに、エネルギー適用デバイス１２（例えば、超音波変換器）は、コントローラ１６の制御下で動作して、（１）体内の目的の領域を空間的に選択するために使用できる画像データを取得し、（２）目的の領域へ変調させたエネルギーを適用すること、および（３）画像データを取得して、標的化された生理学的結果が発生したことを判断する（例えば、変位測定を介して）ができる。そのような実施形態では、画像化デバイス、評価デバイス２０、およびエネルギー適用デバイス１２は、同じデバイスであり得る。

【0039】

別の実装形態では、所望の変調パラメータセットもまた、コントローラ１６によって記憶され得る。このようにして、対象固有のパラメータを決定することができる。さらに、そのようなパラメータの有効性は、経時的に評価され得る。パラメータの特定のセットが時間の経過とともに効果が低下する場合、対象は、活性化された経路または治療パラメータに対する非感受性／耐性を増強させている可能性がある。システム１０が評価デバイス２０を含む場合、評価デバイス２０は、コントローラ１６にフィードバックを提供することができる。特定の実施形態では、フィードバックは、標的の生理学的結果の特徴を示す使用者または評価デバイス２０から受信され得る。コントローラ１６は、エネルギー適用デバイスに変調パラメータに従ってエネルギーを適用させ、フィードバックに基づいて変調パラメータを動的に調整するように構成することができる。例えば、フィードバックに基づいて、プロセッサ１６は、変調パラメータ（例えば、超音波ビームまたは機械的振動の周波数、振幅、またはパルス幅）をリアルタイムで自動的に変更し、評価デバイス２０からのフィードバックに応答することができる。

【0040】

例えば、開示された技術による目的の領域へのエネルギーの適用は、循環グルコース濃度を約２００ｍｇ／ｄＬ未満および／または約７０ｍｇ／ｄＬ以上などの所定の濃度に維持するための所望の結果を伴う治療プロトコルの一部として使用され得る。この技術を使用して、グルコースを約４ミリモル／Ｌから８ミリモル／Ｌまたは約７０から１５０ｍｇ／ｄＬの範囲に維持することができる。この技術は、対象（例えば、患者）の正常な血糖範囲を維持するために使用することができ、正常な血糖範囲は、体重、年齢、および／または病歴などの患者の個々の要因に基づく個別の範囲であり得る。したがって、１つまたは複数の目的の領域へのエネルギーの適用は、目的の分子の所望の最終濃度に基づいてリアルタイムで調整され得、評価デバイス２０からの入力に基づいてフィードバックループで調整され得る。例えば、評価デバイス２０が循環グルコースモニターまたは血糖モニターである場合、リアルタイムのグルコース測定値をコントローラ１６への入力として使用することができる。本明細書で提供されるように、治療プロトコル（一連の規則的または不規則な間隔のエネルギー適用事象）が実施され得、循環グルコース濃度は、治療の過程にわたって評価され得る。一実施形態では、患者は、治療の開始時に高血糖症であるが、治療プロトコルの実施は、循環グルコースの濃度を低下させ、一定期間（例えば、１ヶ月）の間、濃度を所望の範囲内に維持する。一定期間後、治療プロトコルに従って定期的なエネルギー適用事象が適用された場合でも、循環グルコース濃度が上昇し始める可能性がある。循環グルコース濃度がもはや所望の範囲内にない場合、患者が再び治療プロトコルに応答するような時間まで、治療回復期を実施することができる。

【0041】

別の実施形態では、本技術を使用して、生理学的変化の特徴的なプロファイルを誘発することができる。例えば、特徴的なプロファイルは、エネルギー適用の結果として組織および／または血液中の濃度が増加する目的の分子の群、およびエネルギーの適用の結果として組織および／または血液中の濃度が減少する別の目的の分子の群を含み得る。特徴的なプロファイルはまた、エネルギー適用の結果として、変化しない分子の群を含み得る。特徴的なプロファイルは、望ましい生理学的結果に関連する同時的な変化を定める場合がある。例えば、プロファイルは、循環インスリンの増加とともに見られる循環グルコースの減少を含み得る。

【0042】

図３は、脾臓を非限定的な例として示している、エネルギー適用デバイス１２が、標的組織４３にエネルギーを適用することができる超音波変換器４２を含む特定の例である。エネルギー適用デバイス１２は、超音波変換器４２を制御するための制御回路を含み得る。プロセッサ３０の制御回路は、（例えば、統合されたコントローラ１６を介して）エネルギー適用デバイス１２に統合され得るか、または別個の構成要素であり得る。超音波変換器４２はまた、画像データを取得して、所望のまたは目的の標的の領域４４を空間的に選択し、適用されたエネルギーを組織４３または構造の目的の領域４４に集中させるのを助けるように構成され得る。

【0043】

所望の標的組織４３は、シナプス後細胞４８（例えば、脾臓Ｔ細胞）とシナプス４７を形成する軸索終末４６を有するシナプス前神経細胞を含む内部組織または器官であり得る。シナプスは、標的組織４３の目的の領域４４に焦点を合わせた超音波変換器４２の焦点領域内の軸索終末４６にエネルギーを直接適用することによって刺激でき、シナプス空間４７への分子の放出を引き起こすことができる。図示の実施形態では、軸索終末４６は、脾臓Ｔ細胞とシナプスを形成し、シナプス空間４７における神経伝達物質の放出および／またはイオンチャネル活性の変化は、次に、コリン作動性抗炎症経路（ＣＡＰ）の活性化などの下流効果を引き起こす。目的の領域は、特定のタイプの軸索終末４６、例えば特定のニューロンタイプの軸索終末４６、および／または特定のタイプの非ニューロン細胞とシナプスを形成するものを含むように選択され得る。したがって、目的の領域４４は、所望の軸索終末４６（および関連する非神経細胞４８）を有する標的組織４３の一部に対応するように選択され得る。特定の実施形態では、エネルギーの適用は、シナプス内の神経からの１つまたは複数の分子（例えば、神経伝達物質または神経ペプチド）の放出を優先的に誘発するように選択され得る。特定の実施形態において、エネルギー適用は、直接エネルギー伝達（すなわち、メカノトランスダクションまたは非神経細胞内の電圧活性化タンパク質）を介して目的の領域４４の神経細胞を直接活性化することによって、１つまたは複数の分子（例えば、神経伝達物質または神経ペプチド）の放出を優先的に誘発するように選択され得る。特定の実施形態において、エネルギーの適用は、所望の生理学的効果を誘発する目的の領域４４内の神経細胞内の活性化を引き起こすことによって、１つまたは複数の分子（例えば、神経伝達物質または神経ペプチド）の放出を優先的に誘発するように選択され得る。

【0044】

特定の実施形態では、エネルギーは、約２５ｍｍ^３未満のボリューム内に集束または集中され得る。特定の実施形態では、エネルギーは、約０．５ｍｍ^３から５０ｍｍ^３のボリューム内に集束または集中され得る。目的の領域４４内にエネルギーを集束または集中させるための焦点ボリュームおよび焦点深度は、エネルギー適用デバイス１２のサイズまたは構成によって影響を受ける可能性がある。エネルギー適用の焦点ボリュームは、エネルギー適用デバイス１２の焦点の場によって定められる。本明細書で提供されるように、エネルギーは、脾臓４３を優先的に活性化するために、目的の領域４４にのみ実質的に適用され得る。したがって、脾臓４３内の複数の軸索終末４６のサブセットのみが直接的なエネルギーの適用に曝される。

【0045】

軸索４６を含む目的の領域４４は、空間の選択を実行するために、画像化、解剖学的ランドマークへの参照などによって識別され得る。標的組織４３の目的の領域４４は、過去のデータまたは実験的データ（例えば、特定の場所と所望のまたは標的化された生理学的結果との関連を示すデータ）を含むがこれらに限定されない要因に基づいて選択され得る。代替的または追加的に、システム１０は、所望の標的生理学的効果が達成されるまで、個々の軸索終末４６にエネルギーを適用することができる。脾臓４３は単なる例であることを理解されたい。視覚化された神経の空間的な情報を使用する目的の領域４４へ直接的にエネルギーを適用することを介して優先的に活性化するための軸索終末４６の開示された選択は、他の器官または構造（例えば、肝臓、膵臓、胃腸組織、または末梢神経の神経節）と組み合わせて使用され得る。

【0046】

他の実施形態では、目的の領域は、１つまたは複数の生物学的マーカーの存在または非存在によって識別され得る。そのようなマーカーは、組織を染色し、染色を示す画像を取得して、生物学的マーカーを含む組織の領域を識別することによって評価することができる。いくつかの実施形態では、生物学的マーカーの情報は、対象内部の生物学的マーカーの位置データをリアルタイムで取得するためのインビボ染色技術によって取得することができる。他の実施形態では、生物学的マーカーの情報は、対象内部の生物学的マーカーの位置を予測するために使用される１つまたは複数の代表的な画像から位置データを取得するためのインビトロ染色技術によって取得され得る。いくつかの実施形態では、目的の領域は、特定の生物学的マーカーが豊富であるか、または特定の生物学的マーカーを欠いている組織に対応するように選択される。例えば、１つまたは複数の生物学的マーカーは、ニューロン構造のためのマーカー（例えば、ミエリン鞘マーカー）を含み得る。

【0047】

臓器または組織の目的の領域は、操作者の入力に基づいて空間的に選択することができる。例えば、操作者は、画像を直接操作することによって（例えば、画像上に目的の領域を描画または書き込むことによって）、または目的の領域に対応する画像座標情報を提示することによって、取得された画像上の目的の領域を指定することができる。別の実施形態では、目的の領域は、空間の選択を達成するために画像データに基づいて自動的に選択され得る。いくつかの実施形態では、空間の選択は、目的の領域に関連するデータをメモリに格納すること、およびデータにアクセスすることを含む。

【0048】

神経調節作用の評価は、神経調節パラメータを選択または修正するための入力またはフィードバックとして使用することができる。評価技術は、組織の状態または機能の直接評価を、標的化された生理学的結果として使用する場合がある。評価は、神経調節の前（すなわち、ベースライン評価）、最中、および／または後に行われ得る。評価技術は、機能的磁気共鳴画像法、拡散テンソル磁気共鳴画像法、陽放射断層撮影法、または音響モニタリング、熱モニタリングのうちの少なくとも１つを含み得る。評価技術はまた、核酸、タンパク質および／またはマーカーの濃度の評価を含み得る。評価技術から得た画像は、自動または手動の評価のためにシステムによって受信される場合がある。画像データに基づいて、変調パラメータを修正することができる。例えば、組織のサイズの変化または変位は、局所的な神経伝達物質の濃度のマーカーとして利用され得、表現型調節神経伝達物質への局所細胞の曝露のための代理マーカーとして、またグルコース代謝経路または全身性炎症経路に対する予測される作用のマーカーとして効果的に使用され得る。局所的な濃度は、エネルギー適用の焦点の領域内部の濃度を指す場合がある。

【0049】

追加的または代替的に、システムは、組織領域または血液中の１つまたは複数の分子の存在または濃度を評価することができる。組織は、細針吸引物によって取得することができ、目的の分子（例えば、代謝分子、代謝経路のマーカー、ペプチド伝達物質、カテコールアミン、コリンエステラーゼ）の存在またはレベルの評価は、当業者に知られている任意の適切な技術によって行うことができる。

【0050】

他の実施形態では、標的化された生理学的結果には、組織変位、組織サイズの変化、１つまたは複数の分子の濃度の変化（例えば、局所、非局所、または循環濃度）、遺伝子またはマーカーの発現の変化、求心性活動、および細胞の移動などが含まれ得るが、これらに限定されない。例えば、組織の変位は、組織へのエネルギー適用の結果として発生する可能性がある。組織の変位を評価することにより（例えば、画像化を介して）、他の効果を推定することができる。例えば、特定の変位は、分子濃度の特定の変化に特徴的である可能性がある。一例では、５％の組織の変位（例えば、肝臓の変位）は、経験的データに基づく循環グルコース濃度の所望の減少を示すか、またはそれに関連し得る。別の例では、組織変位は、参照画像データ（組織にエネルギーを適用する前の組織の画像）を治療後の画像のデータ（組織にエネルギーを適用した後に撮影した組織の画像）と比較して、組織の最大または平均の変位の値を判断することによって、評価することができる。変位が閾値変位よりも大きい場合、エネルギーの適用は、所望の標的化された生理学的結果を引き起こした可能性が高いと評価され得る。

【0051】

図４は、単一のエネルギー適用デバイス１２に配置された高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）変換器７４Ａおよび画像化超音波変換器７４Ｂを含む、図１のシステム１０と併せて使用され得るエネルギー適用デバイス１２の例であり、エネルギーを適用して、本明細書で提供されるように標的組織を画像化するように（例えば、コントローラ１６によって）制御され得る。

【0052】

図５は、本明細書で提供される標的組織４３（例えば、脾臓、肝臓、膵臓、胃腸組織、または末梢神経節）に焦点を合わせた特定の神経調節実験を実施するために使用される実験の設定を示す。エネルギー適用デバイス１２は、コントローラ１６によって設定されたパラメータに従って動作して、標的組織４３内の目的の領域にエネルギーを適用することができる。描かれている実験装置は４０ＷのＲＦ増幅器で示されているが、これは単なる例であり、他の増幅器（例えば、線形増幅器）を使用することができる。特定の設定では、ラットの頭部がバードケージ型コイルに挿入される。

【0053】

図６は、ある期間にわたる神経調節治療の効果を評価するための方法８０の流れ図であり、これは、順次治療パラメータを選択または修正するための入力またはフィードバックとして使用することができる。図６は、対象における遺伝子発現に対する神経調節治療の効果の評価に関して記載されているが、神経調節治療の評価された効果は、対象における神経調節治療の他の望ましい生理学的効果、または対象における神経調節治療の望ましくない生理学的効果を含み得ることを理解されたい。いくつかの実施形態では、神経調節治療によって誘発される生理学的変化の特徴的なプロファイルを図６で評価することができる。

【0054】

本明細書で提供されるように、患者が治療プロトコルに応答するかどうかの評価は、特徴的なプロファイルに基づくことができる。特徴的なプロファイルは、治療プロトコルが実施される前に評価されたベースラインプロファイルと比較して、所望の生理学的結果に関連する同時的な変化を定義し得る。例えば、特徴的なプロファイルは、神経調節治療の結果として組織および／または血液中の濃度が増加する目的の分子の群、組織内の濃度が減少する別の目的の分子の群、および／または神経調節治療の結果としての血液、および／または神経調節治療の結果として変化しない分子の群の濃度の情報を含むことができる。特徴的なプロファイルは、神経調節治療の結果として発現が増加する遺伝子の群、神経調節治療の結果として発現が減少する遺伝子の別の群、および／または神経調節治療の結果として発現の変化しない遺伝子の群の発現情報を含み得る。代替的または追加的に、特徴的なプロファイルは、ベースラインと比較した、特定のタンパク質の活性化または修飾状態の変化、例えば、リン酸化、アセチル化を反映し得る。

【0055】

方法８０では、治療プロトコルにおける１つまたは複数の神経調節治療パラメータが、ステップ８２で選択または決定され得る。特定の実施形態では、治療パラメータは、対象における所望の生理学的結果に基づいて選択または決定され得る。治療パラメータは、神経調節治療（例えば、別個のエネルギー適用事象）が対象に適用される治療期間を含み得る。例えば、対象の治療期間は、３日、５日、１週間、１週間半、２週間、または対象において所望の生理学的結果を達成するための他の任意の適切な期間にわたって起こり得る。治療パラメータはまた、治療期間内の対象への別個のエネルギー適用事象の治療頻度を含み得る。例えば、治療頻度は、１日２回、１日１回、週４回、週３回、週２回、週１回、または対象において所望の生理学的結果を達成するためのエネルギー適用事象の他のいずれかの適切な頻度であり得る。さらに、治療パラメータは、治療回復期（例えば、その後の神経調節治療との間、または治療期間の期間）を含み得る。回復期の期間は、神経調節治療によって引き起こされるいずれかの望ましくない生理学的効果の逆転を促進する可能性がある。例えば、回復期の期間は、特定の遺伝子の発現レベルが、神経調節治療前のベースライン閾値と同様の発現レベルに戻ることを可能にし得る。いくつかの実施形態において、回復期の期間は、１日、２日、３日、４日、５日、６日、１週間、２週間、または、対象において所望の生理学的結果を達成するための第１の治療期間と第２の治療期間の間の他の任意の適切な期間であり得る。特定の実施形態では、回復期の期間は、方法８０のステップ８８まで決定されない場合がある。いくつかの実施形態では、治療パラメータは、過去のデータデータまたは実験データ（例えば、特定の治療パラメータと所望のまたは標的化された生理学的結果との関連を示すデータ）を含むがこれらに限定されない要因に基づいて決定され得る。いくつかの実施形態では、治療パラメータは、対象の現在の生理学的状態、病歴、体重、または年齢に基づいて決定することができる。

【0056】

ステップ８４において、ステップ８２で決定された治療パラメータ（例えば、治療期間、頻度、および／または休止期間）に基づく神経調節治療が、所望の生理学的結果を達成するために対象に適用される。例えば、対象への神経調節治療は、対象の体の標的組織へのエネルギーの適用を、１週間にわたり１日１回含むことができる。別の例では、対象への神経調節治療は、対象の体の標的組織へのエネルギーの適用を、２週間にわたり１日１回含むことができる。単一の神経調節治療または一連の治療が完了した後、対象における特定の遺伝子の発現レベルに対する神経調節治療の効果をステップ８６で評価することができる。

【0057】

例えば、対象の特定の遺伝子の発現レベルを決定するための１つまたは複数の評価技術を使用することができる。評価技術は、ＲＮＡシーケンシング、定量的ポリメラーゼ連鎖反応（ｑＰＣＲ）、マイクロアレイ、または他の適切な技術を介して、標的組織内の細胞のサブセットからＲＮＡまたはｍＲＮＡトランスクリプトームデータを生成することができる。いくつかの実施形態では、評価のための特定の遺伝子は、遺伝子と所望の生理学的結果との関連に基づいて選択または決定され得る。例えば、評価された遺伝子は、神経調節治療によって活性化される所望の経路（例えば、コリン作動性抗炎症経路）に関連する分子（例えば、タンパク質）を産生し得る。特定の実施形態において、特定の遺伝子の遺伝子発現のレベルの評価は、対象の神経調節治療が特定の遺伝子の遺伝子発現のベースラインレベルを獲得し始める前に実施され得る。評価データはまた、クラスタリングなどの複数の遺伝子の群レベルの分析を介して、遺伝子発現データを評価することができる。クラスタリングの手法は、クラスの発見または分類に使用できる。患者の遺伝子発現の特徴的なプロファイルを使用して、すでに分類されている遺伝子発現プロファイルの中で最も近い一致を特定することができる。例えば、反応のある患者は、治療の応答性に関連する遺伝子発現に特徴的な遺伝子発現プロファイルを有し得、一方、治療への感受性のない患者は、治療の非反応性に関連する遺伝子発現に特徴的な遺伝子発現プロファイルを有し得る。クラスター分析を使用して、患者の分類されていない特徴的な遺伝子発現プロファイルを、治療に反応するものであるか、反応しないものであるかのどちらに分類するべきか決定することができる。

【0058】

特定の実施形態において、１つまたは複数の目的の分子（例えば、グルコース、神経伝達物質、神経ペプチド、コリンエステラーゼ、またはサイトカイン）における濃度の変化の１つまたは複数の評価もまた、ステップ８６で実行され得る。目的の分子の濃度の変化の評価を使用して、本明細書に記載の治療パラメータおよび／または調節パラメータが、所望の生理学的結果を達成するために修正を必要とするかどうかを決定することができる。治療パラメータおよび／または変調パラメータが、神経調節治療からの所望の生理学的結果を達成するために修正を必要とするという決定時に、治療パラメータおよび／または変調パラメータは、本明細書に記載されるように修正され得る。

【0059】

ステップ８６で評価された遺伝子の発現レベルに基づいて、対象の特定の遺伝子の発現レベルに対する神経調節治療の効果であるかの決定がステップ８８で行われる。遺伝子の発現レベルへの影響が望ましいと判断されると、方法８０はステップ９０に進むことができ、その後の神経調節治療は、ステップ８２で決定された治療パラメータに従って適用され得る。例えば、特定の実施形態では、神経調節治療の結果としての特定の遺伝子の発現レベルの変化は望ましくない場合がある。ステップ８６の特定の遺伝子の発現レベルが実質的に変化していないと評価される場合（例えば、神経調節治療前のベースライン閾値と比較して）、ステップ８２で決定された神経調節治療パラメータは、対象に対するさらなる神経調節治療に使用され得る。別の例では、特定の実施形態では、神経調節治療の結果としての特定の遺伝子の発現レベルへの変化（例えば、増加または減少）が望まれ得る。ステップ８６の特定の遺伝子の発現レベルが実質的に変化したと評価される場合（例えば、神経調節治療前のベースライン閾値と比較して）、ステップ８２で決定された神経調節治療パラメータは、対象に対するさらなる神経調節治療に使用され得る。

【0060】

ステップ８８において、遺伝子の発現レベルへの影響が望ましくないと判断された場合、方法８０はステップ９２に進め、神経調節治療の治療パラメータは、対象の遺伝子の発現レベルに対する評価された効果に基づいて修正され得る。例えば、神経調節治療の結果としての特定の遺伝子の発現レベルへの変化（例えば、増加または減少）は望ましくない場合がある。特定の遺伝子の発現レベルが実質的に変化したと判断された場合（例えば、神経調節治療前のベースライン閾値と比較して）、神経調節治療パラメータを修正して（例えば、動的にまたは調整可能に制御して）、対象の遺伝子発現への影響を最小限に抑えながらも所望の生理学的結果を達成することができる。別の例では、神経調節治療の結果としての特定の遺伝子の発現レベルへの変化（例えば、増加または減少）が望まれ得る。特定の遺伝子の発現レベルが実質的に変化していないと判断された場合（例えば、神経調節治療前のベースライン閾値と比較して）、神経調節治療パラメータを修正して（例えば、動的にまたは調整可能に制御して）、所望の生理学的結果および遺伝子発現の望ましい変化を達成することができる。いくつかの実施形態において、治療パラメータは、過去のデータデータ、実験データ、対象の現在の生理学的状態、病歴、体重、または年齢、対象における遺伝子発現に対する評価された効果、または対象の望ましい生理学的結果を含むがこれらに限定されない要因に基づいて修正され得る。

【0061】

実施形態では、遺伝子の発現レベルの増加または減少が遺伝子の発現レベルのベースライン閾値の少なくとも１０％、２０％、３０％、５０％、または７５％の増加または減少である場合、遺伝子の発現レベルは、神経調節治療前のベースライン閾値と比較して実質的に変化したと評価される。別の実施形態では、遺伝子の発現レベルが遺伝子の発現レベルのベースライン閾値の最大で１０％、５％、３％、２％、１％、または０％の増加または減少である場合、遺伝子の発現レベルは、神経調節治療前のベースライン閾値と比較して実質的に変化していないと評価される。

【0062】

治療期間は、対象に適用される任意の後続の神経調節治療（例えば、別個のエネルギー適用事象）のために、ステップ９２で修正され得る。いくつかの実施形態では、対象の治療期間は、以前の神経調節治療の治療期間と比較して増加または減少し得る。いくつかの実施形態において、対象の治療期間は、以前の神経調節治療の治療期間から修正され得ない。治療期間内の対象への別個のエネルギー適用事象の治療頻度は、任意のその後の神経調節治療のためにステップ９２で修正され得る。いくつかの実施形態では、治療頻度は、以前の神経調節治療におけるエネルギー適用事象の治療頻度と比較して増加または減少し得る。いくつかの実施形態では、治療頻度は、以前の神経調節治療におけるエネルギー適用事象の治療頻度から修正されない場合がある。

【0063】

後続の治療期間または神経調節治療の間の回復期の期間は、修正され得る（または、ステップ８２で決定されなくても決定され得る）。いくつかの実施形態において、回復期の期間は、特定の遺伝子発現のレベルに対する神経調節治療の評価された効果に基づいて決定され得る。例えば、回復期の期間は、神経調節治療前の発現のベースラインレベルに対して、遺伝子群の発現レベルが増加した、および／または遺伝子群の発現レベルが減少した程度に基づいて、特定の期間であると決定され得る。いくつかの実施形態において、特定の遺伝子の発現レベルの変化（例えば、増加または減少）が望まれるが評価されない場合、対象のその後の神経調節治療は、回復期なしで直ちに開始され得る。いくつかの実施形態では、特定の遺伝子の発現レベルの変化が評価されるが望ましくない場合、遺伝子の発現レベルの変化の程度に基づいて、対象のその後の神経調節治療が始まる前に、決定または修正された回復期が生じ得る。追加的または代替的に、回復期の期間は、過去のデータまたは実験的データ（例えば、特定の回復期と遺伝子発現の変化の所望のまたは標的化された逆転との関連を示すデータ）を含むがこれらに限定されない要因に基づいて決定され得る。いくつかの実施形態において、回復期の期間は、遺伝子発現のレベルが正常（例えば、神経調節治療前の遺伝子発現のベースラインレベル）に戻ったと判断されるまで、前の神経調節治療後の別個の時点で、対象における遺伝子発現のレベルを評価することによって、決定され得る。

【0064】

ステップ９４において、ステップ９２における修正された治療パラメータ（例えば、治療期間、治療頻度、および／または回復期の期間）に基づく神経調節治療が、所望の生理学的結果、および対象の遺伝子発現の所望のレベルを達成するために対象に適用される。神経調節治療が実施された後、遺伝子発現に対する神経調節治療の評価された効果が望ましいとステップ８８で判断されるまで、ステップ８６、８８、９２、および９４を繰り返すことができる。遺伝子発現に対する神経調節治療の評価された効果が望ましいと判断すると、修正された神経調節治療パラメータ（例えば、治療期間、治療頻度、および／または回復期の期間）は、対象に適用される任意のその後の神経調節治療において使用され得る。したがって、対象に対する神経調節治療のための治療パラメータは、対象における遺伝子発現の所望のレベルと同時に所望の生理学的結果を達成するように最適化され得る。

【実施例】

【0065】

時間の経過に伴う神経調節治療の生理学的効果の判断
図７Ａから７Ｄは、本明細書で提供される特定の変調実験を実行するために使用される神経調節治療の実験のタイムラインを示す。図７Ａでは、超音波エネルギーが、変調実験の開始時に１１週齢で約３００ｇであった雌のスプラーグドーリー（ＳＤ）ラットの脾臓に適用された。超音波エネルギー適用事象の治療期間は、１日１回の治療頻度で２週間であった。また、図７Ｂで、超音波エネルギーが、変調実験の開始時に１１週齢で約３００ｇであった雌のＳＤラットの脾臓に適用された。超音波エネルギー適用事象の治療期間は、１日１回の治療頻度で１週間であった。図７Ｃおよび７Ｄにおいて、偽の対照は、超音波刺激を適用することなく、雌のＳＤラットの脾臓に超音波変換器を配置することによって実施された。図７Ｃでは、偽対照の治療期間は、１日１回の治療頻度で２週間であった。図７Ｄでは、偽対照の治療期間は、１日１回の治療頻度で１週間であった。

【0066】

図７Ａおよび７Ｂの図示の実施形態では、各超音波エネルギー適用事象１００は、３０秒の休止期間の前後に１分間実行された。各超音波エネルギー適用治療の前に、標準的な麻酔（例えば、２％から４％のイソフルラン）を使用した。図７Ａおよび７Ｂに示されるように、リポ多糖（ＬＰＳ）は、治療期間中の最後の超音波エネルギー適用の４時間後に腹腔内（ＩＰ）注射を介して雌のＳＤラットに投与された。ＬＰＳは、強力な免疫または炎症反応を誘発する細菌分子である。雌のＳＤラットは、臓器の採取と処理のためにＬＰＳ注射後のある時期に屠殺された。示される期間は、例として、ＬＰＳ注射後１時間であるが、他の実施形態では、誘発された変化を評価するための期間は可変であり得ることを理解されたい。

【0067】

図７Ｃおよび７Ｄの図示の実施形態では、各偽対照適用事象１０２は、超音波刺激を適用することなく、雌のＳＤラットの脾臓に超音波変換器を配置することによって実行された。図７Ｃに示されるように、ＬＰＳは、治療期間中の最後の偽対照適用事象の４時間後に、ＩＰ注射を介して雌のＳＤラットに投与された。雌のＳＤラットは、臓器の採取と処理のためにＬＰＳ注射後のある時期に屠殺された。示される期間は、例として、ＬＰＳ注射後１時間であるが、他の実施形態では、誘発された変化を評価するための期間は可変であり得ることを理解されたい。図７Ｄに示されるように、ＬＰＳは、ＩＰ注射を介して雌のＳＤラットに投与されず、雌のＳＤラットは、その期間における最後の偽対照適用事象後の期間に屠殺された。示される期間は、例として、最後の偽対照適用事象から５時間後であるが、他の実施形態では、誘発された変化を評価するための期間は可変であり得ることを理解されたい。脾臓サンプルは、屠殺された雌のＳＤラットから採取された。

【0068】

長期間にわたる超音波刺激の効果（例えば、１週間にわたって１日１回、２週間にわたって１日１回）を調べた。特定の遺伝子の発現レベルを測定するために、脾門部分が得られた。脾門部分をＲＮＡｌａｔｅｒで２４時間処理し、ＲＮＡｆｒｅｅチューブにて－８０℃で保存した。ＲＮＡは脾門部分から抽出され、ＴｒｕＳｅｑ Ｓｔｒａｎｄｅｄ ｍＲＮＡ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｐｒｅｐを使用してシーケンシング用に調製され、遺伝子発現レベルの評価のためにシーケンシングさせた。

【0069】

本実施例は、標的組織におけるニューロンの軸索終末を刺激して、所望の生理学的結果（例えば、神経伝達物質または神経ペプチドなどの１つまたは複数の目的の分子の放出）を達成し、時間の経過とともに望ましい生理学的結果に直接的または間接的に関連する特定の遺伝子の発現レベルを評価する非侵襲的な方法を示している。全身性炎症に関連する特定のサイトカイン活性遺伝子の発現レベルは、刺激された脾臓および偽対照の脾臓のＲＮＡトランスクリプトームシーケンシングを介してモニターされた。さらに、様々な全身性炎症に関連するサイトカインおよびタンパク質の血中濃度を測定した。脾臓への単一の超音波エネルギー適用事象（例えば、単回投与）の後、超音波神経調節治療は、血液および／または脾臓における特定のタンパク質の濃度に影響を与える（例えば、増加または減少させる）ことが見出された。脾臓への超音波エネルギー適用事象の１週間後、超音波神経調節治療は、血液および／または脾臓の特定のタンパク質の濃度に影響を与える（例えば、増加または減少させる）ことが見出されたが、脾臓の遺伝子発現のレベルは、実質的に変化しなかった（例えば、神経調節治療前のベースラインのレベルと比較して）。脾臓への超音波エネルギー適用事象の２週間後、超音波神経調節治療は、脾臓の特定の遺伝子の発現レベルに影響を与えることが見出された。まとめると、このデータは、標的組織または構造内の超音波神経調節治療の治療パラメータが、１つまたは複数の調整可能な治療パラメータ（例えば、治療期間、治療頻度、または後続の治療期間の間の回復期の期間）に基づいて、対象内の特定の遺伝子の所望の発現レベルを誘発しながら、超音波神経調節治療が所望の生理学的結果を達成し得るように、最適化され得ることを実証している。

【0070】

図８は、ナイーブのラット、偽対照（すなわち、ＬＰＳを投与されたが超音波刺激を受けなかったラット）、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおける、サイトカイン活性に関連する特定の遺伝子のトランスクリプトームのデータを示す。２週間の超音波刺激後の特定のサイトカイン活性遺伝子（Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ ＧＯ：０００５１２５）の発現レベルは、サイトカイン活性遺伝子のナイーブの発現レベルと相関することが見出された。つまり、超音波治療のプロトコルは、ＬＰＳ誘発免疫反応の影響を逆転させることができた。一実施形態では、本技術は、サイトカイン活性遺伝子、組織、または循環液から採取されたサンプル中の発現を追跡し得、炎症を軽減するため、または免疫関連障害を治療するための治療のプロトコルの一部として脾臓の効果的な神経調節をするための代理マーカーとして、１つまたは複数のサイトカイン活性遺伝子の発現を使用し得る。

【0071】

図９Ａから９Ｆは、ナイーブのラット、偽対照（すなわち、ＬＰＳを投与されたが超音波刺激を受けなかったラット）、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおける、様々なサイトカインのＲＮＡ濃度を示す。図９Ａは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓における腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）の濃度を示している。図９Ｂは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるインターロイキン１アルファの濃度を示している。図９Ｃは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるインターロイキン６の濃度を示している。図９Ｄは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるＣ－Ｃモチーフケモカインリガンド４の濃度を示している。図９Ｅは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるインターロイキン１ベータの濃度を示している。図９Ｆは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるＣ－Ｃモチーフケモカインリガンド２０の濃度を示している。図９Ａ～９Ｆに示されるように、２週間にわたる超音波刺激は、１週間の超音波刺激後の様々なサイトカインの濃度と比較して、様々なサイトカインのより低いＲＮＡ濃度を示す。したがって、１週間の超音波刺激とは対照的に、２週間の超音波刺激は遺伝子発現のレベルを変える可能性がある。

【0072】

図１０Ａ～１０Ｇは、ナイーブのラット、偽対照（すなわち、ＬＰＳを投与されたが超音波刺激を受けなかったラット）、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおける、様々な遺伝子のＲＮＡ濃度を示す。図１０Ａ～１０Ｇはまた、異なる超音波圧力での様々なタンパク質の超音波活性化レベルを示している。図１０Ａは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるマイトジェン活性化プロテインキナーゼ１４（ｐ３８）のＲＮＡ濃度、および超音波圧力の量を増加させている間の対応する遺伝子タンパク質ｐ３８の超音波活性化レベルを示す。図１０Ｂは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるリボソームプロテインＳ６キナーゼＢ１（ｐ７０Ｓ６Ｋ）のＲＮＡ濃度、および超音波圧力の量を増加させている間の対応する遺伝子タンパク質ｐ７０Ｓ６Ｋの超音波活性化レベルを示す。図１０Ｃは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるｖ－ａｋｔネズミ胸腺腫ウイルス腫瘍遺伝子ホモログ１（Ａｋｔ）のＲＮＡ濃度、および超音波圧力の量を増加させている間の対応する遺伝子タンパク質Ａｋｔの超音波活性化レベルを示す。図１０Ｄは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるグリコーゲンシンターゼキナーゼ３ベータ（ＧＳＫ３Ｂ）のＲＮＡ濃度、および超音波圧力の量を増加させている間の対応する遺伝子タンパク質ＧＳＫ３Ｂの超音波活性化レベルを示す。図１０Ｅは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるＳＲＣプロトオンコジーン、非受容体チロシンキナーゼ（ｃ－Ｓｒｃ）のＲＮＡ濃度、および超音波圧力の量を増加させている間の対応する遺伝子タンパク質ｃ－Ｓｒｃの超音波活性化レベルを示す。図１０Ｆは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるＢ細胞（ＮＦ－κβ）におけるカッパライトポリペプチド遺伝子エンハンサーの核因子のＲＮＡ濃度、および超音波圧力の量を増加させている間の対応する遺伝子タンパク質ＮＦ－κβの超音波活性化レベルを示す。図１０Ｇは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるサイトカインシグナル伝達３（ＳＯＣＳ３）のサプレッサーのＲＮＡ濃度、および超音波圧力の量を増加させている間の対応する遺伝子タンパク質ＳＯＣＳ３の超音波活性化レベルを示す。図１０Ａ～１０Ｇに示されるように、二次メッセンジャー分子の超音波活性化レベル（例えば、リン酸化）は、超音波神経調節の所望の生理学的結果を達成するために重要である。しかし、様々なタンパク質のＲＮＡ発現レベルは、治療期間に基づいて変化しているように思われない（例えば、２週間の期間と比較して１週間の期間）。

【0073】

図１１は、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおけるコリン作動性受容体ニコチン性アルファ４サブユニット（ＣＨＲＮＡ４）のＲＮＡ濃度を示す。図１１に示されるように、１週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおけるＣＨＲＮＡ４の濃度は、コリン作動性抗炎症経路（ＣＡＰ）の応答の低下（例えば、全身性炎症を低下させる）を示すことが見出された。ただし、２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットのＣＨＲＮＡ４の濃度は、偽対照で見つかったＣＨＲＮＡ４の濃度と相関することがわかった。したがって、２週間にわたる超音波刺激は、ＣＨＲＮＡ４遺伝子の発現の増加を誘発することが見出された。

【0074】

図１２Ａおよび１２Ｂは、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおける、活性化されたＴ細胞の増殖の正の調節に関連する遺伝子（Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ：ＧＯ：００４２１０４）、およびＢ細胞活性化の調節に関連する遺伝子（Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ：ＧＯ：００５０８６４）のトランスクリプトームのデータを示す。図１２Ａおよび１２Ｂに示されるように、１週間にわたる超音波刺激は、ＬＰＳに対する増殖反応を阻害するには不十分であることが見出されたが、２週間にわたる超音波刺激は、ＬＰＳに対する増殖反応を阻害するのに十分であることが見出された。

【0075】

図１３Ａおよび１３Ｂは、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおける、グルカン生合成プロセス（例えば、グルコース残基のみからなるグルカンおよび多糖の形成）に関連する遺伝子（Ｇｅｎｅ Ｏｎｔｏｌｏｇｙ：ＧＯ：０００９２５０））、および転写因子タンパク質をコードする遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。図１３Ａおよび１３Ｂに示されるように、１週間にわたる超音波刺激は、複数のシステムおよび／または分子経路にわたるＬＰＳへの応答を阻害するには不十分であることが見出されたが、２週間にわたる超音波刺激は、複数のシステムおよび／または分子経路にわたるＬＰＳへの応答を阻害するには十分であることが見出された。

【0076】

図１４は、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおいてＬＰＳを検出する能力に関連する遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。図１４に示されるように、１週間にわたる超音波刺激は、ＬＰＳを検出する能力に関連する遺伝子（例えば、ＣＥＢＰＡ、ＣＥＢＰＢ、ＴＬＲ４、ＣＤ１４、およびＬＢＰ）の発現を変化させるには不十分であることが見出されたが、２週間にわたる超音波の刺激は、ＬＰＳを検出する能力に関連する遺伝子の発現を変化させるのに十分であることが見出された。

【0077】

図１５は、自然免疫系、特に、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおけるＬＰＳを検出およびそれに応答する能力に関連する遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。図１５に示されるように、１週間にわたる超音波刺激は、自然免疫系に関連する炎症誘発性遺伝子（例えば、ＴＮＦ、ＩＬ－１Ａ、ＩＬ－１Ｂ）の発現を変えるには不十分であるが、２週間にわたる超音波刺激は、自然免疫系に関連する遺伝子の発現を変えるには十分であることが見出された。

【0078】

図１６Ａ～１６Ｇは、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおける、アセチルコリン関連遺伝子のＲＮＡ濃度を示す。図１６Ａは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるコリン作動性受容体ニコチン性アルファ４サブユニット（ＣＨＲＮＡ４）の濃度を示す。図１６Ｂは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるコリンＯ－アセチルトランスフェラーゼ（ＣＨＡＴ）の濃度を示す。図１６Ｃは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓における溶質担体ファミリー５メンバー７（ＳＬＣ５Ａ７）の濃度を示す。図１６Ｄは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照脾臓、および超音波刺激脾臓におけるアセチルコリンエステラーゼ（カートライト血液群）（ＡＣＨＥ）の濃度を示す。図１６Ｅは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓におけるブチルリルコリンエステラーゼ（ＢＣＨＥ）の濃度を示している。図１６Ｆは、１週間および２週間にわたるナイーブの脾臓、偽対照の脾臓、および超音波刺激をされた脾臓における溶質担体ファミリー１８メンバーＡ３（ＳＬＣ１８Ａ３）の濃度を示す。図１６Ａに示されるように、発現レベル、アセチルコリン受容体のサブユニットであるＣＨＲＮＡ４は、最初は１週間の超音波刺激後に減少するが、その後驚くべきことに、２週間の超音波刺激後に増加し始めることが見出された。興味深いことに、図１６Ｅに示されるコリンエステラーゼＢＣＨＥは、アセチルコリンを加水分解し、１週間の刺激後に増加し、２週間で上昇したままである。このように、ＣＨＲＮＡ４とＢＣＨＥが関与するコリン作動性抗炎症経路（ＣＡＰ）などの神経シグナル伝達は、１週間の刺激と比較して２週間の刺激の間で、異なる影響を受けて超音波刺激によって変調されることが見出された。

【0079】

図１７Ａは、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおけるアクアポリン１（Ｃｏｌｔｏｎ血液群）のＲＮＡ濃度を示す。図１７Ｂは、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおけるアクアポリン３（Ｇｉｌｌ血液群）の濃度を示す。図１８Ａは、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおける膜貫通タンパク質１７６Ａ（ＴＭＥＭ１７６Ａ）の濃度を示す。図１８Ｂは、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおける膜貫通タンパク質１７６Ｂ（ＴＭＥＭ１７６Ｂ）の濃度を示す。ＴＭＥＭ１７６ＡおよびＴＭＥＭ１７６Ｂは、樹状細胞の未成熟状態に関連している。図１８Ｃは、クラスター分析により群化させた、ナイーブのラット、偽対照、および１週間および２週間にわたって超音波刺激でＬＰＳを投与されたラットにおいてＴＭＥＭ１７６ＡおよびＴＭＥＭ１７６Ｂに関連する遺伝子のトランスクリプトームデータを示す。示されているように、２週間の群は対照／ナイーブの群と一緒にクラスター化され、一方で１週間の群は対照／偽の群と一緒にクラスター化された。したがって、クラスター分析（例えば、階層的、ｋ平均法）を使用して、最も近い一致に基づき、１週間の応答、２週間の応答、ナイーブの応答、および／または無応答（対照／偽の群と同様）に特徴的な遺伝子発現プロファイルを特定することができる。

【0080】

図１９は、脾臓、右副腎、仙骨神経節、結節神経節、または孤束核の超音波刺激後、対照と比較した、循環する一過性分子（例えば、ノルエピネフリン、アセチルコリン、および腫瘍壊死因子）の平均濃度を示す。図１９に示されるように、脾臓の超音波刺激の結果としてのノルエピネフリンの濃度が上昇したことは、血中アセチルコリンの濃度の増加をもたらした。

【0081】

血中のアセチルコリンの濃度を調節すると、複数の生理学的プロセスに影響を与える可能性がある。アセチルコリンの静脈内注射は、心拍数と心拍出量を低下させることが示されている。アセチルコリン注射は、血管を裏打ちする内皮細胞および平滑筋細胞のムスカリン性アセチルコリンＭ３受容体の刺激を通じて、血管拡張を引き起こし、血圧を低下させる可能性がある。腸内では、アセチルコリンレベルの上昇は、腸の運動性と分泌を刺激し得る。内因性アセチルコリンは、ＣＨＡＴ遺伝子によってコードされるコリンｏ－アセチルトランスフェラーゼ酵素によってコリンから合成される。胃腸管でのＣＨＡＴの発現は適度に高く、迷走神経による高い神経支配に起因する。脾臓内では、ＣＨＡＴ遺伝子のＲＮＡの発現は検出限界を下回り、図１７Ｂに示すように事実上ゼロであった。血漿中のアセチルコリンの供給源は、主に循環する単核白血球に起因する（Ｆｕｊｉｉ ｅｔ ａｌ．，Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｏｌｉｎｅｒｇｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｅ Ｃｅｌｌｓ，Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｉｎ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ ８（２０１７））。これらの循環する単核白血球は、脾臓と絶えず交換されており（Ａｄａｍｓ ｅｔ ａｌ．，Ｅｘｅｒｃｉｓｅ ａｎｄ Ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ Ａｍｏｎｇ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，Ｌｕｎｇ，Ｓｐｌｅｅｎ，ａｎｄ Ｍｕｓｃｌｅ，Ｂｒａｉｎ，Ｂｅｈａｖｉｏｒ，ａｎｄ Ｉｍｍｕｎｉｔｙ ２５：６５８－６６６（２０１１））、その結果、短期および長期の超音波での脾臓の刺激によって曝露、輸送、および変調される。例えば、脾臓におけるタンパク質Ｃ－Ｃモチーフケモカインリガンド４（ＣＣＬ４）の分泌は、主にＴ細胞に発現するＣ－Ｃケモカイン受容体タイプ５（ＣＣＲ５）を介してＴ細胞（単核白血球の一種）、マクロファージ、および樹状細胞を輸送するために使用される。図９Ｄは、１週間と２週間の超音波の間でＣ－Ｃモチーフケモカインリガンド４（ＣＣＬ４）のＲＮＡの発現に違いがあり、脾臓における循環中の単核白血球間の輸送および交換に対応する推定される変化があることを示している。輸送のそのような調節は、これらの循環する単核白血球細胞に起因する血漿中のアセチルコリンの濃度における対応する調節、および血漿アセチルコリンレベルの変化からの最終的な下流の生理学的変化を有するであろう。

【0082】

別の実施形態では、神経調節によって引き起こされる特徴的なプロファイルに関連する遺伝子発現の変化を使用して、１つまたは複数の他の治療に対する患者の応答性を変化させることができる。例えば、特徴的なプロファイルは、１つまたは複数の細胞表面の受容体の発現の増加または減少に関連し得る。

【0083】

本発明の技術的効果は、神経調節治療に対する所望の急性応答（例えば、神経伝達物質または神経ペプチドの放出）を維持しつつ、神経調節治療のいずれかの望ましくない長期的な作用を最小限に抑えることができるように、長期間にわたって対象の神経調節治療の治療パラメータを提供することを含む。対象の神経調節治療の１つまたは複数の治療パラメータは、第１の一連のエネルギー適用事象後の対象に対する任意の所望の効果に基づいて決定および／または修正され得る。例えば、エネルギー適用事象の治療期間、治療期間内のエネルギー適用事象の治療頻度、または後続の神経調節治療期間の間の回復期の期間は、第１の一連の神経調節治療のエネルギー適用事象の評価された効果に基づいて、決定または修正され得る。特定の実施形態において、所望の効果は、対象における特定の遺伝子の発現レベルの変化である。特定の実施形態において、所望の効果は、対象における特定の遺伝子の発現レベルに対する変化がないか、または最小限の変化である。したがって、本明細書で提供される神経調節技術は、神経調節治療に対する所望の急性応答を維持しつつ、神経調節治療のいずれかの望ましくない長期的な作用を最小限に抑えることができるように、長期間にわたって対象の神経調節治療の治療パラメータを最適化することができる。

【0084】

当業者は、すべての転写物、メッセンジャーＲＮＡの転写物、または標的のＲＮＡ転写物のＲＮＡ発現を評価するために、ＲＮＡ配列決定を実施できることに気付いている。さらに、ＲＮＡの発現は、ＲＮＡシーケンス、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ｒｔ－ＰＣＲ）、さらにはマイクロアレイ技術によっても測定できる。さらに、ＲＮＡシーケンスは、蛍光活性化細胞選別の有無のいずれかで、組織サンプルから単離された単一の個々の細胞で実行できる。

【0085】

ＲＮＡ発現の測定は、複数回、および個人の生物学的サイクルや概日リズムなどのリズムによって定められる別個の時間に実行される場合がある。しかし、ＲＮＡ発現の測定は、組織の特性の変化を示す間接的な測定を確認するために制限および実行される場合がある。

【0086】

この書面による説明は、例を使用して、最良のベストモードを含む本発明を開示し、また、任意のデバイスまたはシステムの作成および使用、ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含め、いずれかの当業者が本発明を実施できるようにする。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い浮かぶ他の例を含み得る。そのような他の例は、クレームの字義どおりの文言と異ならない構造上の要素を有する場合、またはクレームの字義どおりの文言と薄弱な違いを伴う同等の構造要素を含む場合、クレームの範囲内にあることを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図9F】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図10E】

【図10F】

【図10G】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図16D】

【図16E】

【図16F】

【図17A】

【図17B】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19】