超小型高分解能磁場測定装置(micro-SQUID)の基礎研究と臨床応用

• 研究課題/領域番号: 13877099
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経内科学
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 柿木 隆介 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (10145196)
• 研究分担者: 渡邊 昌子 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (00321612) ; 金桶 吉起 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助教授 (20280589)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2002年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: 超小型 / 高分解能 / 磁場 / micro / SQUID / 臨床応用 / 基礎研究 / 脳磁図

研究概要

本研究に用いたMicro-SQUIDは特注で製作した世界唯一の機器であり、まさに萌芽的研究の主旨にかなった研究テーマであった。この3年間は実用化における諸問題の解決に力点を置いて研究を行なった。すなわち、SQUID自体の問題に加え、磁気シールドルーム(これも世界で最も小型のものを特注した)にも多くの問題が発生した。さらにソフトウェアの多くも新たに作成したが、初期マイナートラブルが多く発見され、それを1つずつ解決せねばならなかった。昨年夏にはようやく実用化が可能となり実験を開始する事ができた。
先ず末梢神経の記録を行った。指を刺激して手首部を上行する活動電位の計測を行った。Micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上行する刺激信号が4双極子であること、またその伝導時間が平均58.7m/secであることを明らかにした。信号が上行する状況をmsec単位で明確かつ詳細に記録したもので、世界で初めての報告であった。また同様の刺激条件時に頭皮上にMicro-SQUIDを置いて初期大脳皮質反応の記録に成功した。現在は、さらに聴覚、視覚などの刺激による反応記録も行っている。現在はヒトを対象とした研究が主体であるが、今後はさらにサルでの実験も考慮している。
さらに交通事故による「引き抜き症候群」患者の検索を目的として、先ず健常人を対象として腕神経叢より頚部神経節に至る末梢神経近位部の検索を行なった。Micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上行する刺激信号が4双極子であること、またその伝導時間が平均約60m/secであることを明らかにした。来年度は多数の臨床例を対象として検査を行なっていく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Wang X, Kakigi R et al.: "Effects of sleep on pain-related somatosensory evoked potentials in humans."Neuroscience Research. 45・1. 53-57 (2003)
• [文献書誌] Inui K, Kakigi R et al.: "A comparative magnetoencephalographic study of cortical activations evoked by noxious and innocuous somatosensory stimulations"Neuroscience. 120・2. 235-248 (2003)
• [文献書誌] Wang X, Kakigi R et al.: "Effects of sleep on pain-related somatosensory evoked magnetic fields in humans"Brain Research Cognitive Brain Research. 17・3. 388-399 (2003)
• [文献書誌] Qiu Y, Kakigi R et al.: "Microneurographic study of C fiber discharges induced by CO_2 laser stimulation in humans."Neuroscience Letters. 353・1. 25-28 (2003)
• [文献書誌] Inui K, Kakigi R et al.: "Pain processing within the primary somatosensory cortex in humans"European Journal of Neuroscience. 107・1. 2859-2866 (2003)
• [文献書誌] Nakata H, Kakigi R et al.: "Movements modulate cortical activities evoked by noxious stimulation"Pain. 107・1. 91-98 (2004)
• [文献書誌] 緒方宣邦, 柿木隆介: "痛みの基礎と臨床"真興交易出版、東京. 310 (2003)
• [文献書誌] Tran TD, Kakigi R et al.: "Conduction velocity of the spinothalamic tract following CO_2 laser stimulation of C-fibers in humans"Pain. 95・1. 125-131 (2002)
• [文献書誌] Inui K, Kakigi R et al.: "Preferential stimulation of A delta fibers by intra-epidermal needle electrode in humans"Pain. 96・2. 247-252 (2002)
• [文献書誌] Tran TD, Kakigi R et al.: "Cerebral activation by the signals ascending through unmyelinated C-fibers in humans : a magnetoencephalographic study"Neuroscience. 113・2. 375-386 (2002)
• [文献書誌] Watanabe S, Kakigi R et al.: "Gaze direction affects face perception in humans"Neuroscience Letters. 325・2. 163-166 (2002)
• [文献書誌] Qiu Y, Kakigi R et al.: "Effects of attention, distraction and sleep on CO_2 laser evoked potentials related to C-fibers in humans"Clinical Neurophysiology. 113・9. 1579-1585 (2002)
• [文献書誌] Watanabe S, Kakigi R et al.: "The spatiotemporal dynamics of the face inversion effect : a magneto-and electro-encephalographic study"Neuroscience. 116・3. 879-895 (2003)
• [文献書誌] Nihashi T, Kakigi R et al.: "Representation of the ear in human primary somatosensory cortex"Neuroimage. 13・2. 295-304 (2001)
• [文献書誌] Tran TD, Kakigi R et al.: "A new method for measuring conduction velocities of Aβ-, Aδ-and C-fibers in humans following electrical and CO_2 laser stimulation"Neuroscience Letters. 301・3. 187-190 (2001)
• [文献書誌] Watanabe S, Kakigi R et al.: "Occipitotemporal activity elicited by viewing eye movements : a magnetoencephalographic study"Neuroimage. 13・2. 351-363 (2001)
• [文献書誌] Sekiguchi T, Kakigi R et al.: "The effect of stimulus repetition on cortical magnetic responses evoked by words and nonwords"Neuroimage. 14・1. 118-128 (2001)
• [文献書誌] Lam K, Kakigi R et al.: "Attention and visual interference affect somatosensory perception : a magnetoencephalographic study"Neuroscience. 104・3. 689-703 (2001)
• [文献書誌] Hoshiyama M, Kakigi R: "Two evoked responses with different recovery functions in the primary somatosensory cortex in humans"Clinical Neurophysiology. 112・7. 193-191 (2001)