| 研究概要 |
本研究は、ラット脳虚血モデルにおいて、障害部位の機能を賦活した時、その脳組織の代謝、血流反応、機能回復の相関性が、虚血後どのように変化していくかを、電気生理学的シグナルと内因性光シグナルとを同時計測し、ヒト脳卒中後の病態と機能再構築過程の生理学的基盤を明らかにしようとするものである。はじめに,両シグナルの同時計測とデータ取得の自動化,分析手法の確立、特に,電気生理5学的シグナルをlocal field potentials(LFP<100Hz)とmulti-unit activity(MUA>300Hz)の周波数帯域に分離し,それぞれを局所のシナプス活動量とスパイク活動量の指標として、局所脳循環反応((血液量CBV及び酸素化度oxygenationを各々強く反映する586,605nmの内因性光シグナル)と比較できるシステムを構築した。このシステム上でRose Bengal(20mg/ml,0.5ml)を静脈内投与,下肢体性感覚運動野への栄養動脈に,DPSS green laser(532nm)から得られたレーザー光を,光ファイバーと集光レンズを用いて導入照射し,photochemical thrombosis法による限局性の梗塞モデルを作製した。次いで,病態下,急性期でのneurovascular couplingを観察すると共に,慢性脳梗塞モデルの覚醒下ラット旨での計測に移行する為に,特殊な頭窓と頭部固定器を作製し,一匹のラットに対して,日を追って経時的に計測できるようにした。これまでの具体的な成果については,正常な生理学的モデルでのneuro-vascular couplingに関するものであるが,1)複数の神経活動が,左右の大脳半球間や隣接皮質間で,時間的,空間的に重畳し、抑制的あるいは促進的に相互作用を及ぼし合う複合的賦活モデルにおいても,脳循環反応のうち,特に血液量の反応は,活動領域間の抑制や促進の相互作用を,良く反映する。2)脳循環反応は,LFPとMUAの両者と強い正の相関性を認めるが,LFPの時間積分値とは相関性が低く,直流平滑化されたMUAの時間積分値,あるいは,その最大振幅値とは線形的に相関する。一方,LFPの負の最大振幅値に対しては,ある閾値以上の振幅に対して線形的な相関性を示すことがわかった。3)一般に,皮質の情報処理過程が異なる賦活パラダイムにおいては,LFP, MUA及び脳循環反応の関係性も異なることが推測された。これらの内容は,日本生理学会と日本神経科学会にて発表し,現在,論文を投稿中である。
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