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

1996 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 / 皮質下磁界信号 / 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.末梢神経障害における神経活動磁界
昨年度の研究により、末梢神経の多点磁界計測により4重極子の詳細な時空間的分布を可視化し、磁界強度は神経に含まれる線維数を忠実に反映することを報告した。本年度は末梢神経障害と診断された症例について神経活動磁界を計測し、磁界の異常パターンからその病態について考察した。障害部位で磁界が消失するパターンの他に障害部位において極性の反転を伴い、信号強度の強弱を繰り返す特異的な磁界信号の振動現象を認めた。この振動現象の生理学的メカニズムについては現在シミュレーションと実験を計画している。
2.体性感覚誘発磁界に含まれる高周波信号
昨年度の研究により、体性感覚誘発磁界の1次応答N20mに重畳して記録される300-800Hz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。この新し知見が基礎的ならびに臨床的脳科学にとり重要であるのは、脳の老化、てんかん、精神分裂病等の病態において抑制系ニューロンの関与が推定され、高周波信号がその活動の指標となりうるからである。最近になり、この高周波信号は体性感覚3b野からだけでなく恐らく1野からも発生していることを示唆するデータを電位計測から得た。
3.皮質下からの磁界信号
皮質下活動が外部磁界計測により検出されるか否かはヒトの脳機能解明にとり重要であるが未だ結論は得られていない。この問題を実験的に検討するために皮質下体性感覚系からの磁界信号の検出を試みた。すなわち4チャンネル高解像SQUID磁束計(micro SQUID)を用いて除皮質した子ブタの脳から体性感覚刺激に対する磁界応答の計測を行った。その結果視床から大きな磁界信号を記録することができた。この新しい知見は従来の電位・磁界計測で得られた結果と異なり、皮質下活動が局所に限定せず開電場を形成していることを示唆する。

Research Products

• [Publications] 橋本 勲: "Neuronal activities from a deep subcortical structure can be detected magnetically outside the brain in the porcine preparation" Neurosci Lett.206. 25-28 (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "末梢神経障害における複合神経活動磁界の計測" 日本生体磁気学会誌. 9. 172-173 (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "ヒト体性感覚野における高周波磁界信号の生理学的意義" 日本生体磁気学会誌. 9. 174-177 (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "Somatic evoked high-frequency oscillations reflect activity of inbihitory interneurons in the human somatosensory cortex" Electroenceph.clin.Neurophysiol.100. 189-203 (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "High-frequency magnetic signals in the human somatosensory cortex" Supplement to Electroenceph.Clin.Neurophysiol.Suppl.47. 67-95 (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "Electric and magnetic measurements of the human primary auditory response" Recent Advances in Clinical Neurophysiology (Kimura J & Shibasaki H,eds). 17. 503-507 (1995)
• [Publications] 橋本 勲: "The generator of high-frequency magnetic oscillations in the human somatosensory system" Recent Advances in Clinical Neurophysiology (Kimura J & Shibasaki H,eds). 906-911 (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). (1997)
• [Publications] 橋本 勲: "Supplement to Electroenceph.Clin.Neurophysiol. (Hashimoto et al.eds), "Visualization of Information Processing in the Human Brain : Recent Advances in MEG and Functional MRI"" Elsevier Science, 1-461 (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "脳磁気科学(原、栗城編),「体性感覚と運動のMEG」" オーム社, 17 (1997)
• [Publications] 橋本 勲: "臨床生理学の知識(本間他編),「脳神経系」" 4 (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "蛋白質核酸酵素,「体性感覚皮質における可塑性の脳磁図計測」41(10)" 1 (1996)
• [Publications] 橋本 勲: "精神疾患の脳イメージング(融編),「MEGによる大脳皮質可塑性の研究」" 2 (1996)