超小型高分解能磁場測定装置(micro-SQUID)を用いた脳機能の研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09558102
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 柿木 隆介 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (10145196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 直徳 仁木工芸(株), 取締役 ; 新田 浩一 住友金属工業(株), 参事補 ; 中 大輔 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (80290914) ; 小山 幸子 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (40270483) ; 金桶 吉起 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助教授 (20280589)
• Keywords: 磁場 / 脳磁図 / SQUID / 末梢神経 / 脳機能

Research Abstract

本年度はmicro-SQUIDのセットアップを完了し、種々の基礎実験を開始した。Micro-SQUIDは特注で製作した世界唯一の機器であり、実用化には多くの解決すべき問題点があった。本機器は直径3cmの円筒の中に直径3mmの超小型検知コイルが12個配列され、各コイルはやはり超小型のSQUIDに連結している。そのため各コイルおよび各SQUID間の干渉作用が出現した。すなわち1個のSQUIDの不調があっても、それが他のSQUIDに影響するのである。またすべてのSQUIDの性能を精密に揃える必要があり、かなりの時間をさいて調節しなければならなかった。また磁気シールドルームにもいくつかの問題点が発見され、新たに組み立て段階からおこなわざるを得なかった。ソフトウェアの多くも新たに作成したが、初期マイナートラブルが多く発見され、それを1つずつ解決せねばならなかった。
第1実験として、まず指を刺激して末梢神経(手首部)を上行する活動電位の計測を行った。micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上向する刺激信号が4双極子であること、またその伝導速度が平均58.7m/secであることを明らかにした。信号が上行する状況をmsec単位で明確かつ詳細にしたもので、世界で初めての報告である。また同様の刺激条件時に頭皮上に本機器をおいて初期皮質成分の記録に成功した。いずれも、脳波あるいは大型脳磁計によって記録される脳磁図に比し、詳細かつ明瞭な記録であった。来年度はさらに聴覚、視覚、嗅覚などの刺激による反応記録も開始する。現在はヒトを対象とした研究が主体であるが、今後はさらにサルでの実験も考慮している。

Research Products

• [Publications] Koyama S,Kakigi R: "Reading of Japanese Kanji(monograms)and Kana(syllabograms)" Neuropsychologia. 36.1. 83-98 (1998)
• [Publications] Naka D,Kakigi R: "Effects of tactile interference stimualtion on somatosensory evoked magnetic fields following tibial nerve stimulation." Electroencephalography and Clinical Neurophysiologu. 109.2. 168-177 (1998)
• [Publications] Nakamura A,Kakigi R: "Somatosensory homunculus as drawn by MEG" Neuroimage. 7.3. 377-386 (1998)
• [Publications] Kaneoke Y,Kakigi R: "Timing of motion perception in the human visual system" Brain Research. 790.2. 195-201 (1998)
• [Publications] Kakigi R,Watanabe S: "Pain-related somatosensory-evoked potentials following CO2 laser stimulation." Pain Forum. 7.4. 185-187 (1998)
• [Publications] Watanabe S,Kakigi R: "Pain processing traced by magnetoencephalography in the human brain." Brain Topography. 10.4. 255-264 (1998)