2019 Fiscal Year Annual Research Report
興奮抑制バランス操作による脳の可塑性メカニズムの理解
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19H01041
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
柴田 和久 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (20505979)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高堂 裕平 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 脳機能イメージング研究部, 研究員(任常) (60593564)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 学習 / 視覚 / 脳イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度は、主として最終目標であるMRS（Magnetic Resonance Spectroscopy）フィードバック技術の開発に必要な基礎データの取得および解析を行った。主に脳視覚皮質からMRS信号を異なる時間長で取得し、時間長に応じてMRS信号の信号雑音比がどのように変化するか比較した。その結果、フィードバック技術に耐える測定時間長が大まかに同定された。今後はこの測定時間長をできるだけ短くするための技術的検討が必要である。また、異なるMRSシーケンスを用いてデータを計測するために、MRSシーケンスについての情報を集め、使用可能なものについては、開発元に連絡を取り、シーケンスに移管手続きを進めた。MRSを用いて興奮抑制バランスを測定するシーケンスにはさまざまな種類があるため、多様なシーケンスを用いてデータを取得することで、本研究の最終的な目標であるニューロフィードバックにより親和性の高いシー ケンスの検討が可能になる。さらに、視覚の学習実験を行った。この実験では、ヒトの被験者を対象とし、空間配置に規則性を持った視覚刺激の繰り返し提示により、その規則性がどのように学習されるかを検討するために行った。この実験から得られたデータの一部を論文として投稿し、受理された。この研究に関連して、視覚能力における学習や拡張を論じた総説論文を発表した。モデル動物を用いた実験については、分担研究者の高堂と連携・協力しながら、測定機材のデザイン・実験手順の検討および予備実験を進めている。
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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
研究代表者である柴田が量子科学技術研究開発機構から理化学研究所に移ったが、２つの研究所は地理的にも近く、理化学研究所はMRI機器を保持しているため、MRS実験を行ううえでの支障はない。分担者の高堂は現在も量子科学技術研究開発機構に所属しており、引き続き強固な連携をもとに研究を進めていく。
2019年度の目標であったMRS信号の時間特性についての検討、異なるMRSシーケンス同士の比較に着手し、進めている。またモデル動物を用いた実験のデザインを議論するなど、モデル動物を用いた実験の準備も進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は引き続き、MRSニューロフィードバックシステム開発の基礎となるデータ取得とその解析、およびシステムの設計に焦点をあて研究 を進める。前年度に対し、使用するシーケンス数と測定領域数を増やし、シーケンス間や領域間におけるMRS信号特性の比較を行い、MRS測定プロトコルの向上を試みる。MRSを用いて興奮抑制バランスを測定するシーケンスにはさまざまな種類があるため、多様なシーケンスを用いてデータを取得することで、本研究の最終的な目標であるニューロフィードバックにより親和性の高いシー ケンスの検討が可能になる。また、モデル動物を対象にしたMRS測定システムのデザインをさらに進め、より精度の高いMRS信号測定の方法と、MRS信号と神経活動の対応を調べるための実験系を構築する。構築がスムーズに行われた場合、モデル動物を用いた実験も進める。
新型コロナウイルスの影響により、今後一定期間の実験の縮小を余儀なくされる可能性があるが、技術的検討や解析に費やす時間を増やすなどして、対応を試みる予定である。
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Research Products
(3 results)
