2011 Fiscal Year Annual Research Report
神経細胞軸索活動を可視化するための新規磁気共鳴イメージング法の開発
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22613004
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
劉 国相 独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所・脳情報通信研究室, 主任研究員 (40358817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉岡 芳親 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任教授 (00174897)
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| Keywords | f MRI / BOLD / white matter / EPI |
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| Research Abstract |
目的1:従来の非侵襲的脳機能計測法では不可能であった、神経軸索の活動を可視化する。
神経軸索(線維)の活動を可視化するための新しいMRI計測方法を考案し、撮像シーケンスを完成した。従来のSpin Echo EPIシーケンスのパイパルスとReadout Trainの後、もう一個のパイパルスとReadout Trainを入れることによって、一回の撮像で二つのEchoデータが得られ、これらから二つの画像を得ることができる。この二つのEchoの間(二番目のパイパルスとの前)に、ある特定の方向に周期的に変動する傾斜磁場を印加することにより、二つの画像に違いを起こさせることができた。これは、水分子が、追加して印加した傾斜磁場の影響を受け、振動したことを示している。ヒト脳白質での神経細胞軸索の活動、特に脳梁での活動を詳細に検討するために、上記の新規計測法を用いて、両手・片手でのタッピング実験を行い、脳梁での活動は上記の水分子の振動と関連することが分かった。また、特定の周波数の振動が脳梁での活動と関連が強いことが分かった。この方法の有効性を証明するために、実験データを集めている。同時に、実用化するには多方性の撮像方法の開発が必要となる。この開発も計画している。
目的2:新規に考案した磁気共鳴イメージング法で検出できる神経細胞、特に軸索活動の生理学的メカニズムを解明する。
新規に考案している方法でヒトの軸索活動が可視化できているか否かを検証する方法を探るため、動物の軸索活動を可視化する事を試みた。有る神経核から別の神経核へ投影している抑制系の神経軸索の活動を、Mnイオンの取り込みと軸索への輸送を指標として可視化する事ができた。また、磁気共鳴の高感度化を達成するために、コイル開発も行った。特許申請した。
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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
1)二種類の撮像シーケンスを開発し、両手・片手でのタッピング実験により、脳梁での活動を観察することができた。
2)神経活動に伴う温度の変化の特性がわかった。脳梁での活動は水分子の振動と関連することが分かった。
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| Strategy for Future Research Activity |
振動強調MRIイメージングシステムの調整。神経活動と神経線維の振動の関連性を調べるため、水の周期振動を計測するMRIシーケンスを開発する。
新規MRIイメージングシステム利用して神経活動と関連のある水振動の振動周期を調べる。PGC信号のソースは神経線維の動きか、水の拡散か、あるいは組織の変形かを検討する。
新規に考案している方法でヒトの軸索活動が可視化できているか否かを検証する方法を探るため、動物の軸索活動を可視化する事を試みる。
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