2019 Fiscal Year Annual Research Report
7テスラMRIによる興奮及び抑制性脳ネットワークダイナミクスの計測技術開発
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16H03305
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
福永 雅喜 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 准教授 (40330047)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅田 雅宏 明治国際医療大学, 医学教育研究センター, 教授 (60223608)
下川 哲也 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報工学研究室, 主任研究員 (30335385)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ７テスラMRI / MRS / fMRI / 安静時脳ネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、7テスラMR装置の応用により、従来装置では感度・精度的に困難であった脳に内在する興奮性・抑制性神経伝達物質の非侵襲的定量計測を導入し、動的な脳ネットワーク構造を検出する基盤技術の開発から、生理的基盤の根拠に基づく脳回路モデルの構築を目的とする。このために、興奮性神経伝達物質であるグルタミン・グルタミン酸および抑制性神経伝達物質であるγアミノ酪酸(GABA)の定量的計測に耐えうる磁気共鳴スペクトル計測・解析法の開発、および高い空間分解能と時間分解能を有する脳ネットワーク解析を実現する機能的・構造的磁気共鳴画像の計測・解析技術の開発を目指す。
前年度までに最適化したMRI/MRS測定法をもとに、健常ボランティアを対象に、神経伝達物質計測、機能的・構造的脳ネットワーク画像計測を実施した。semi-LASER-CSI法、STEAM-CSI法とオフライン位相補正、ボクセル加算の適用により、代謝物質のケミカルシフトに由来するmis-registrationの補正しつつ、多点の同時計測が可能であった。これらの計測技術を基盤に、１回のMRI実験時間内に脳賦活および機能的脳ネットワーク構造の変容が報告されている系列運動学習を用いて、学習の成立過程における脳賦活強度、神経伝達物質濃度、学習前後の安静時脳機能ネットワーク構造の計測実験を7テスラMRIにて実施した。ネットワーク解析には、ICA, fECM, seed/ROI based correlation analysisを応用し、行動データ、課題fMRI、MRSによるGABA, グルタミン酸濃度との関連解析を介して、脳ネットワークの動態解析を実施した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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