Investigation of the neural basis for human olfactory information processing

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K15628
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 井林 賢志 自治医科大学, 医学部, 講師 (90911892)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 頭蓋内脳波 / ヒト嗅覚情報処理 / てんかん / パーキンソン病

Outline of Annual Research Achievements

ヒト大脳における嗅覚情報処理機構は、未解明な点が多い。特に、関連する領域間の情報伝達を解析するためには時間分解能の高い信号を計測する必要がある。その点において、頭蓋内脳波信号（iEEG）は、臨床的な目的で侵襲的に頭蓋内に留置された電極を用いて計測され、シグナルノイズ比の高い、時間解像度の高い良質な信号である。われわれはこれまで、iEEG計測環境下ないしMRI環境下において使用することが可能な匂い刺激呈示装置の作成に成功しており、このカスタムメイドの刺激呈示装置を用いて今年度は3名の頭蓋内電極留置中の患者の嗅覚関連脳活動の計測を行うことができた。対象となった患者は難治性てんかんの焦点検索を目的にロボット支援下定位的深部電極留置術を行った2名と、パーキンソン病に対する治療的な脳深部刺激電極を留置した1名であった。それぞれ、上記匂い刺激装置を用いて、匂い名辞課題中の頭蓋内脳波信号を計測することに成功した。得られた信号に対して、時間周波数解析の手法を用いることで、嗅覚情報処理機構の解明を試みた。留置された電極のうち、特に嗅覚情報処理に関連する嗅内野を中心に神経活動を検知することに成功し、結果の一部を査読付きの国際研究会にて発表することができた。今後の研究発展のための意見交換、とりわけ、今回目的とする神経活動を賦活するための課題の発展や、頭蓋内信号解析の手法改善について今後の研究進展のためのアイディアを得ることができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度に3名の被検者からデータ計測が可能であった。

Strategy for Future Research Activity

今後はさらに計測症例を積み重ねることで、確認された神経活動の再現性の確認や、他領域との連関についての解析をすすめる予定である。

Causes of Carryover

嗅覚刺激装置のメンテナンスや匂い呈示装置システムの更新を要するほど、症例が初年度は蓄積されなかった。また成果発表や情報収集のための国際学会参加費用がハイブリッド開催であったため次年度使用額が発生した。次年度は、装置の改善やソフトウェアのアップデート、ならびに成果発表のための旅費等、有効に活用してゆく。