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マウスの組織データベースを活用した安静時機能MRI法の神経回路推定モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K07797
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分51010:基盤脳科学関連
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

住吉 晃  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 分子イメージング診断治療研究部, 主任研究員 (80612530)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード安静時機能MRI法 / コネクトーム / アレン脳科学研究所 / 血管造影法 / 神経回路モデル / 安静時機能MRI / マウスモデル / 組織データベース / 電気生理信号 / 機械学習
研究開始時の研究の概要

安静時機能MRI法は近年の脳科学で広く使用されるようになった脳機能計測法の一つであり、世界各地で進行するコネクトームプロジェクトの基軸となる手法である。しかし、その神経科学的な基盤は不明のままである。本研究では、公開されているマウスの組織データベースを活用して、本法の神経科学的な裏付けを進めた上で、組織データに最も相関するMRI計測法の開発を行い、更に機械学習等を用いた解析を通して、機能MRI信号のみから、神経回路情報が推定可能な計算理論モデルを開発する、事を目的とする。

研究成果の概要

従来の機能MRI法に代わる計測法として、高用量ガドリニウム造影剤を用いた血管造影法を提案した。沖縄科学技術大学院大学に設置されている高磁場MRI装置を利用して、50ミクロンの空間解像度での血管造影法を確立し、血管径の大きな動脈や静脈の信号を排除する事で、エネルギー代謝が活発な微小血管領域のイメージングに成功した。組織データベースと比較する事で、神経回路特異的な脳機能計測法の提案に繋げる予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の狙いは、ガドリニウム製剤のドラッグリポジショニング(既存薬再開発)とも言える。ガドリニウム製剤は、すでにヒトでの安全性や薬物動態の試験が行われているため、動物での有効性が確認出来れば、ヒトへの検証実験へと移行しやすい。本研究を通して、脳機能評価にガドリニウム製剤がどの程度寄与出来るのか、今後の指針となるような有益な基礎データを蓄積出来た。本研究を更に発展させて将来的な臨床応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] マウス多変数定量MRI解析2021

    • 著者名/発表者名
      住吉晃
    • 学会等名
      第4回基礎と臨床をつなぐMR研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward high spatial resolution functional MRI: In vivo 50-micron cerebral blood volume mapping of the mouse brain2020

    • 著者名/発表者名
      Sumiyoshi A
    • 学会等名
      ISMRM
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動物モデルにおける機能MRI研究: NIDA-IRP@NIHへの留学を通して2020

    • 著者名/発表者名
      住吉晃
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rat fMRI in combination with in vivo neurophysiological techniques2019

    • 著者名/発表者名
      Sumiyoshi A
    • 学会等名
      Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modulation of resting-state functional MRI signal by astrocyte2019

    • 著者名/発表者名
      Sumiyoshi A
    • 学会等名
      ISMRM
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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