fMRIおよび同時計測脳波による脳機能イメージング

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11780611
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊良皆 啓治 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (20211758)
• Keywords: fMRI / 脳波 / 脳磁図 / 電気刺激 / 電流双極子 / 脳機能計測

Research Abstract

本研究では、fMRIの高い空間分解能、脳磁図の高い時間分解能の特徴を合わせ持つような脳機能イメージングの開発をめざしている。このため、fMRI画像を撮影中に脳波を同時測定可能なシステムの開発を行い、認知タスクによって生じる事象関連電位の脳波とfMRIの同時計測を目指すとともに、脳磁図とfMRIで得られた結果を比較し、空間的、時間的な信号の変化と両者の関連性を調べることが目的である。
二のような計画の中、MRIで測定中に脳波を同時測定可能なシステムの試作を行った。脳波の電極の近傍では、MRI画像に電極の影響が混入するが、それほど大きな問題にはならないことがわかった。生体アンプを含めた脳波収集システムを構築したが、MRI測定中の脳波測定での問題点として、電極に混入するノイズの影響は依然残っており、MRIと脳波の同時計測は出来ていない。これを解決するには、MRIの画像の撮像と誘発脳波における刺激の同期をとれば、ある程度ノイズを抑えられた信号が得られると考えられる。
さらに、fMRIの特徴を明らかにするために、電気刺激を用い、fMRIの測定と脳磁図の測定を行い両者の比較を行った。、電気刺激における刺激強度、刺激周波数をそれぞれ変化させ、fMRI、脳磁図に及ぼす影響を調べた。その結果、刺激強度を変化させた場合、fMRIにおけるシグナルパワーとMEGにおける電流双極子モーメントの大きさには相関性はあまりないことがわかった。また、刺激周波数を変化させた場合には、最大信号変化を示す周波数に違いがあることがわかった。これらの結果は、fMRIと脳磁図が違う情報を捉えていることを示すものである。このため、脳磁図と同じ神経活動を見ている脳波とfMRIを同時に測定することは今後、重要である。

Research Products

• [Publications] S.Uchida: "A comparison of iterative minimum norm estimation and current dipole estimation for magnetic field measurements from small animals"IEEE Transactions on Magnetics. Vol.36,5(In press). (2000)
• [Publications] K.Iramina: "Effects of repetation rate of electric stimulation on MEG and fMRI signals"IEEE Transactions on Magnetics. Vol.37(In press). (2001)
• [Publications] 伊良皆啓治: "FMRIおよび脳磁図による体性感覚誘発反応計測-電気刺激の刺激強度の違いによる影響-"日本応用磁気学会誌. 24. 931-934 (2000)