| 研究課題/領域番号 |
16591467
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
脳神経外科学
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| 研究機関 | 国立循環器病センター(研究所) |
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研究代表者 |
関 淳二 国立循環器病センター(研究所), 生体工学部, 室長 (20163082)
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| 研究分担者 |
高見沢 計一 国立循環器病センター(研究所), 生体工学部, 室員 (10163312)
中山 泰秀 国立循環器病センター(研究所), 生体工学部, 室長 (50250262)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 光コヒーレンス断層法 / 微小循環 / 神経循環カップリング / 機能的充血 / 脳皮質 / ドップラOCT / 血流プロファイル / 神経の可塑性 / 神経損傷性疼痛 / 光散乱特性 / 2次元電極 / フィールドポテンシャル / 光反射特性 / コラム構造 / 興奮性シナプス後電位 / 膨潤 |
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| 研究概要 |
本研究では、これまで開発してきた生体計測に応用可能な光コヒーレンス断層システムを用いて、大脳皮質における微小血管や神経細胞の空間構築や微小血管血流を解析することにより、脳微小循環と神経活動との空的時間的なカップリングを解明することを試みた。
ドップラOCT法を用いてラット脳軟膜微小血管内の血流速度を計測したところ、直径数10-200ミクロンの軟膜細動静脈において血流速度プロファイルはポアズイユ分布を示し、中心速度の時間変動は主に心拍変動に由するが、その変化は準定常的であることを示した。更に、下肢電気刺激による、体性感覚野の賦活化に伴う軟細動脈の血流速度プロファイルの変化を計測したところ、平均血流速度の増大と比較して拍動振幅の増大が倍上となることが示され、微小血管系の刺激応答のメカニズムに一定の条件を課すものと考えられる。
これまで観察された脳賦活に伴うin vivo OCT信号変化は、主として機能的充血による局所脳血液量・血流量の増大が寄与していると考えられる。これに対して、脳切片を用いたin vitro実験を行うことによって血液よる影響を除き、神経活動に伴う神経細胞自体に起因するOCT信号変化の有無を探った。その結果、刺激直後1秒以内に主に正の信号変化が現れること、1-3秒後に最大変化が現れることが確かめられた。この変化は組織内光反射率の増大を表しており、細胞の膨潤や微小血管の反応などがその原因として考えられる。
また、大脳皮質の可塑的変化に伴う神経組織の光散乱特性の変化を、神経損傷性疼痛マウスを用いて検討た。その結果、長期坐骨神経結紮に伴って損傷側の1次体性感覚野及び1次運動野の光散乱特性が対照側と比して有意に増大していた。これは、神経の可塑性がOCTにより計測可能なことを示唆する。また、光散乱強度の増大は、神経の可塑性に伴って生じたシナプス密度、ミトコンドリア密度の増大を原因とする可能性が推測される。
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