2016 Fiscal Year Annual Research Report
トンネル磁気抵抗素子脳磁計を用いた大脳機能の動的可視化技術
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16H05435
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中里 信和 東北大学, 医学系研究科, 教授 (80207753)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩崎 真樹 東北大学, 医学系研究科, 講師 (00420018)
神 一敬 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (20436091)
菅野 彰剛 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (20578968)
柿坂 庸介 東北大学, 大学病院, 講師 (90400324)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 脳磁図 / 磁気抵抗素子 / 頭皮上脳波 / てんかん / 脳機能マッピング / 頭蓋内脳波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は超伝導量子干渉素子を用いた脳磁計により、さまざまな正常脳機能の評価と、てんかんを中心とする異常脳活動の評価を行うとともに、これらの結果を頭蓋内電極を用いた脳波や、頭皮上脳波の所見と比較検討した。聴覚誘発磁界においては、人間が話を聞くときに話者の口唇を読むことによって理解度を高める機序を解明することができた。すなわち、話者の口の動きを視覚的に理解するスピードが速いために、遅れて入力される聴覚情報を受け入れる準備を、あらかじめ脳が行えるというメカニズムを、脳磁図を用いてはじめて証明することができた。このような脳活動は、磁気抵抗素子を用いた脳磁計が開発された段階で、最初に応用可能な分野であり、磁気抵抗素子による脳磁計開発の要素技術として重要な意味を持つ。また聴覚における本研究での成果は、心理学的に経験的にえられていた事項を脳磁図によって客観的かつ定量的に評価できることを意味し、聴覚以外の視覚、体性感覚、言語機能等においても同様に応用可能であることを示唆している。
次に、頭蓋内電極を留置した難治性てんかん患者において、睡眠の異なるステージにおける脳の高周波振動をとらえる研究を行い、高速眼球運動をともなう睡眠時おいては、高周波振動の活動は少ないものの、てんかん原生をより特異的に示している可能性が示唆された。この脳活動もまた磁気抵抗素子を用いた脳磁計が開発された段階で、最初に応用可能な分野であり、磁気抵抗素子による脳磁計開発の要素技術として重要な意味を持つ。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
磁気抵抗素子を用いた脳磁計が開発が研究協力者のもとで進んでいるが、実際にヒトでの計測が可能な段階には至っていない。そこで現在は、ヒト脳信号が測定可能となった場合の最初の応用分野となるべき領域の探索を行っている。磁気抵抗素子を用いた脳磁計の感度は、超伝導量子干渉素子を用いた脳磁計に比べると２桁程度低いと考えられるが、皮膚に接してセンサを配置できるメリットと、高い周波数に着目して記録することにより外部ノイズを低減できるメリットを合わせることにより、十分な臨床応用が可能と試算されている。したがって今年度の成果を引き続き次年度に向けて発展させることは、磁気抵抗素子を用いた脳磁計開発にとっての明確な道しるべとなる。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に続いて、超伝導量子干渉素子を用いた脳磁図計測によって、体性感覚誘発磁界、聴覚誘発磁界、視覚誘発磁界、言語関連脳磁界や、てんかん等の自発脳磁界を計測し、とくに脳の高周波振動に着目しての脳磁図の特性を調査する。合わせて、難治性てんかんなどで頭蓋内電極を留置できた症例においては、同様の脳活動を脳から直接記録することによって、将来的な磁気抵抗素子による脳磁計に適した検査メニューを探索したい。
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