| 研究課題/領域番号 |
19H04449
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター (2020-2022)
福島県立医科大学 (2019) |
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研究代表者 |
阿部 十也 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 脳病態統合イメージングセンター, 部長 (60588515)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 磁気共鳴画像 / 神経可塑性 / 神経回路構造変化 / 磁気共鳴画像法(MRI) / 可塑性 / 学習 / MRI / 回路形態変化 / 構造変化 / 記憶 / ＭＲＩ / 微視的形態変化 / 電磁気脳刺激 / 解剖構造変化 / 核磁気共鳴法 / 水拡散強調画像法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
記憶の固定化に伴い神経回路の形態リモデリングが起こる。これは記憶の痕跡といえる。この痕跡を核磁気共鳴法(MRI)顕微鏡技術で捉える技術を確立する。本研究で形態リモデリングをMRIが捉えることを示す。この成果は可塑性イメージング技術に生物学的根拠を与える。学術的に、ヒト記憶の全脳回路の同定に貢献でき、臨床応用では、損傷脳のリハビリテーション評価技術への展開が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
ヒト脳皮質に神経可塑性を誘導した際にその変化を磁気共鳴装置で捉えることに成功した。可塑性誘導で起こる神経回路の解剖構造変化(以下、回路リモデリング)を観察したと仮説を立て、動物モデルで検証した。空間学習課題でラット海馬にMRI変化を認めた。MRI変化の大きさは長期記憶の成績に相関した。NMDA型グルタミン酸受容体の拮抗薬の髄注投与でMRI変化は減少した。MRI変化はNMDA型受容体活性化を巻き込んだ可塑性誘導と関係があると結論づけた。可塑性誘導が起点となり形態リモデリングが誘導される。その分子経路を遮断してMRI変化が形態リモデリングと関係があるのかを検証する実験は研究期間内に終了しなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
MRI既存技術で組織内の微細構造変化を捉えることが可能である。この手法を利用して、学習による可塑性変化が起こった脳部位を同定できる技術を開発した。その生物学的根拠を部分的に示した。我々が観察した結果は、MRI変化が学習結果と相関関係があった。神経可塑性の分子基盤を巻き込んでいることを間接的に示した。ただし研究期間中に可塑性誘導に伴う形態リモデリングが関係するかを示すことができなかった。しかし、既存の機能的MRI技術では神経活動の賦活化した部位を観察できるが、神経可塑性の起こった部位は観察できない。この技術の生物学的根拠をさらに詰めることで新規機能イメージング手法の提案ができるであろう。
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