Dynamic functional connectivity during the activation in somatosensory cortex by optogenetic fMRI

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22698
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0704:Neuroscience, brain sciences, and related fields
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Tsurugizawa Tomokazu 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10716210)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2023-03-31
• Keywords: MRI / 動的機能的結合 / マウス / optogenetics fMRI

Outline of Final Research Achievements

An analytical pipeline of dynamic functional connectivity was established. Our results demonstrate that the frequency of appearance of dynamic networks is diffent between light anesthetized state and awaked state. These results are expected for the mechanisms of reduced levels of consciousness under anaesthesia. Next, we conducted an optogenetic fMRI and showed that the dynamic changes in thalamo-sensory functional connectivity during enhanced neural activity in cortical sensory cortex are different from BOLD signal changes.

Free Research Field

医療物理学、神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、活動中の動的な機能的結合を動物モデルでも計算することが可能となった。これまでは、安静時の機能的結合が主として調べられていたが、行動異常をどこまで説明できるかは不明である。精神神経疾患では、行動異常が認められることから、精神神経疾患患者の行動中の機能的結合を直接調べることができるようになり、今後の疾患と脳の研究に貢献が期待される。