Analyses of spiking and LFP activities in the core regions of the default mode network
| Project/Area Number |
21K03141
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 10040:Experimental psychology-related
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
渡邉 慶 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (00772740)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
番 浩志 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 主任研究員 (00467391)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | サルfMRI / 非侵襲計測 / デフォルトモードネットワーク / MION / 二ホンザル / fMRI計測 / 高次認知機能 / 非侵襲実験 / ニホンザル / 局所電場電位（LFP) / fMRI / Spiking activity |
|---|
| Outline of Research at the Start |
デフォルトモードネットワーク（DMN）は，安静時に大きな活動を示す領域，逆に言えば，タスク時に活動が減少する脳領域である。DMNは極めて重要な機能を担うとされるが，その詳細は未解明である。本研究では(1)独自の頭部固定法を用いた完全非侵襲サルfMRI計測を行い，DMNコア領域を同定する。(2)各コアの，安静時とタスク時のニューロン活動・フィールド電位を解析し，コア間の活動特性の差異を明らかにする。(3)薬物注入による各コアの活動抑制を行い，行動変容を解析する。このように，細胞活動からスタートし，領域内フィールド電位，領域間相関へと知見を積み重ね，DMN機能をボトムアップで解明することを試みる。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、以下の成果を得た。
(1)前年度までに判明した，プラスチックマスクを用いた完全非侵襲のサルfMRI計測における問題点（長時間計測時にサルの体動頻度の上昇を抑制できない・もともと頻繁に動くサルではクリーンなfMRIデータを取得しにくい）を，固定に用いるマスクの強度を高めること，サルの訓練方法を改良する加えることで解決した。今年度の実験に用いた２頭のサルにおいて，標準的なretinotopic mappingおよび，側頭葉の高次視覚野が関与する生体運動刺激（biological motion)において，既存の侵襲的方法と同等かそれ以上の品質の賦活を観察した。この，我々が確立した完全非侵襲のサルfMRI計測法について論文投稿しNeuroimage誌に受理された。
(2) 続いて，1頭のサルにおいて覚醒安静時とタスク時のサル脳fMRI計測を行い，DMNコア領域の同定を試みた。脳活動に由来する血液酸素飽和度の変動（BOLD信号）を分析した結果，前年度と同様に，内側前頭葉において，安静時においてタスク時よりも有意に高い活動が見られた。しかし，こちらも前年度と同じく，先行研究においてデフォルトモードネット（DMN）のコア領域とされているその他の脳領域は検出されなかった。
(3)上記(2)の結果は，我々の撮影手法にまだ改善の余地がある可能性を示す。さらに精度の高いデータ収集を実現するために，fMRI信号のS/N比を増大させる効果があるfMRI用造影剤monocrystalline iron oxide particle (MION)の静脈投与を行い，その効果を(1)で用いた標準的なretinotopic mappingおよび，生体運動刺激において検討した。その結果，期待されたS/N比の向上が確認できた。研究期間が終了後も，引き続きMION-fMRIによるDMN領域の同定を行っていく。
|
Report
(3 results)
Research Products
(14 results)
