皮膚刺激による感覚神経と皮質応答の非侵襲的計測-電位・磁界と機能的MRIの統合

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05404087
• Research Institution: Tokyo Institute of Psychiatry
• Principal Investigator: 橋本 勲 財団法人東京都精神医学総合研究所, 精神生理研究部門, 副参事研究員 (40250211)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今田 俊明 NTT基礎研究所, 情報科学研究部, グループ リーダ
• Keywords: 感覚神経活動 / 末梢神経障害 / 磁界計測 / 皮質・皮質下成分の分離 / 体性感覚誘発磁界 / 1次応答 / 高周波磁界信号 / 抑制ニューロン

Research Abstract

1.末梢神経活動の3次元的計測と定量化
末梢神経活動の多点磁界計測により、動く4重極子(脳分極電流と再分極電流)の詳細な時間的空間的分布を可視化した。更に第2指指神経を刺激したときの上肢からの神経磁界と手関節部の正中神経を刺激したときの磁界と比較するとその信号強度は組織学的に計測された各々の神経に含まれる線維数を忠実に反映することを見出した。これらの知見は末梢神経病変の高精度な非侵襲的機能診断の可能性を示している。末梢神経障害の少数例についての予備実験では磁界計測の診断精度の高いことが明らかになった。
2.電位計測と磁界計測の統合による脳内信号源の推定
電位計測と磁界計測は各々長所と短所を合わせ持っている。各々の持つ情報をうまく組み合わせて信号解析を行うことにより、聴覚誘発電位の Na 成分が従来考えられていた単一成分ではなく皮質成分と皮質下成分に明確に区別できることを初めて明らかにした。
3.体性感覚誘発磁界に含まれる高周波信号の生理学的意義
体性感覚誘発磁界の1次応答 N20m に重畳して記録される 300-800 Hzの高周波信号が視床皮質求心線維を受ける皮質4層に存在する抑制ニューロン活動を反映することを明らかにした。この新しい知見は基礎的ならびに臨床的脳科学にとり以下の点で重要である。
a.従来の脳波・脳磁界は興奮性錐体細胞の活動を反映し、抑制系のニューロン活動については注目されていなかった。
b.ヒトの知覚・認知・運動・記録・学習あるいは皮質の可塑性に重要な働きをする抑制系ニューロンの活動を捉えることができれば、この信号を指標としてこれらの脳高次機能の解明に道を開くことができる。
c.全く非侵襲的計測である。

Research Products

• [Publications] 橋本 勲: "Multichannel detection of magnetic compound action fields with stimulation of the index and little fingers" Electroenceph. Clin. Neurophysiol.97. 102-113 (1995)
• [Publications] 橋本 勲: "Neuromagnetic measurements of the human primary auditory response" Electroenceph. Clin. Neurophysiol.96. 348-356 (1995)
• [Publications] 橋本 勲: "Perceptual changes accompanying controlled blocking of cutaneous afferents are related to somatosensory evoked potentials" Neurol. Res.17. 24-32 (1995)
• [Publications] 橋本 勲: "Bilateral activation of the human motor cortex preceding unilateral voluntary finger extension as evidenced by magnetic measurements" Biomagnetism : Fundamental Research and Clinical Applications (Baumgartner et al. eds). 131-135 (1995)
• [Publications] 橋本 勲: "末梢神経磁図の基礎と臨床応用" 臨床脳波. 37. 227-233 (1995)
• [Publications] 橋本 勲: "Somatic evoked high-frequency oscillations reflect activity of inhibitory interneurons in the human somatosensory cortex" Electroenceph. Clin. Neurophysiol.(in press). (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "Neuronal activities from a deep subcortical structure can be detected magnetically outside the brain in the decorticated porcine preparation" Neurosci. Lett.(in press). (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "High-frequency magnetic signals in the human somatosensory cortex" Supplement to Electroenceph. Clin. Neurophysiol.(in press). (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "Electric and magnetic measurements of the human auditory response" The Proceedings of Xth International Congress of EMG and Clinical Neurophysiology. (in press). (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "The generator of high-frequency magnetic oscillations in the human somatosensory system" The Proceedings of Xth International Congress of EMG and Clinical Neurophysiology. (in press). (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "Magnetic detection of activity of presumed inhibitory interneurons in the human somatosensory cortex" Biomag '96 (Wood et al. eds). (in press).
• [Publications] 橋本 勲: "Visualization of Information Processing in the Human Brain : Recent Advances in MEG and Functional MRI" Elsevier Science, Supplement to Electroenceph. Clin. Neurophysiol. (Hashimoto et al. eds)(in press), (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "体性感覚と運動のMEG" オーム社、脳磁気科学(原、栗城編)(印刷中), (1996)
• [Publications] 橋本 勲(分担執筆): "臨床生理学の知識" 近代出版(本間、白石、小沢、石山編), 5 (1996)