2018 Fiscal Year Final Research Report

Creation of next-generation magnetic resonance brain function measurement technology to accelerate the brain research

Research Project

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Project/Area Number	26282223
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Partial Multi-year Fund
Section	一般
Research Field	Brain biometrics
Research Institution	National Institute of Information and Communications Technology
Principal Investigator	Liu Guoxiang 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳機能解析研究室, 研究マネージャー (40358817)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	吉岡芳親大阪大学, 先導的学際研究機構, 教授 (00174897) 西本伸志国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (00713455) 黄田育宏国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳機能解析研究室, 主任研究員 (60374716) 上口貴志国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳機能解析研究室, 主任研究員 (80403070)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2019-03-31
Keywords	fMRI
Outline of Final Research Achievements	1. We developed a new MRI measurement method for performing ultra-high spatial resolution brain function measurements (fMRI). The developed method improves distortion and signal loss in functional imaging at ultra-high field 7T MRI. The proposed method improves the signal to noise ratio (SNR) allowing us to increase the spatial resolution (~ 0.5 mm isotropic). 2. We developed a new temperature monitoring technique to safely use the multi-channel RF parallel transmission (pTx) technology at 7T MRI. Temperature monitoring is essential for ensuring the safety limit at 7T MRI while achieving local ultra-high spatial resolution fMRI. The proposed technique can detect a temperature change of 0.05 degree or less. 3. We developed a new technique for whole brain recording of human brain activity under various cognitive task execution with fMRI and predicted brain activity under conditions including new cognitive task and decoding technology.
Free Research Field	脳機能計測
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	現在の一般的な脳機能画像(fMRI)の解像度は3mm程度、計測感度のきわめて高い超高磁場MRIを用いても1～2mmが限界である。一方で、神経活動の機能単位である皮質のカラム構造はおおむね0.5～0.8mm程度の大きさ、また皮質の各層は薄いところで0.2mm程度の厚みをもつため、現在の計測技術ではカラムをほぼ解像できないが、本研究では独自の安全化技術を開発し、そのうえでソフト・ハード両面から計測技術を飛躍的に高精度化できた。この成果は脳計測研究の未来像を大きく変えるものである。