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MRスペクトルを用いた新しい高速脳機能計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K22963
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

中井 隆介  京都大学, 人と社会の未来研究院, 特定講師 (10576234)

研究分担者 東 高志  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 技師 (40378899)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードMRI / Spectroscopy / brain / MRI / MRS / 計測法開発 / スペクトル / 脳 / 脳機能
研究開始時の研究の概要

現在、使用されているMRI装置を用いて脳の機能を計測する手法は、脳神経科学、精神科学、心理学等多方面で様々な研究に応用され、数多くの研究成果が出されている。しかし、実験プロトコルに対する大きな制約や、正確性を欠くデータの使用、時間分解能が悪い等、様々な問題点があることも一部指摘されている。そこで本研究では、MRI装置で取得可能な磁気共鳴スペクトルを用いて、脳機能の計測を行うための新しい手法の開発を試みる。

研究成果の概要

MRスペクトルを用いて高速に脳の活動を計測するための手法を開発することを目的として研究を行った。本研究で導入したMRスペクトル取得用シーケンスプログラムのパラメータの調整、および、脳活動計測のための各種機能を持った独自のMRスペクトルデータ処理ソフトウェアの開発を行い、有用性を確認した。研究協力者を用いた視覚刺激呈示課題における脳活動の計測に本手法を適用した結果、比較的高速なデータ取得速度においても変化を確認することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

fMRI法を用いた脳機能計測では、脳の活動から遅れて生じるヘモグロビン量の変化(BOLD効果)を計測しているため、リアルタイムに活動が反映されないという問題がある。本研究は、このBOLD効果とは異なる原理からの脳活動計測を目指した研究であり、高速でも脳の活動を計測できる可能性を示せたことは意義が大きいと考えられる。最終的に完成すれば、今後の多くの脳機能研究への応用が期待できる。また、本研究で開発したデータ処理ソフトウェアは、他のMRスペクトルスコピーを用いた研究においても使用できる可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Dual-phase Au-Pt alloys free from magnetic susceptibility artifacts in magnetic resonance imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Nakai Ryusuke、Goto Kenji、Shima Kunihiro、Kodama Tomonobu、Iwata Hiroo
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance Imaging

      巻: 85 ページ: 19-27

    • DOI

      10.1016/j.mri.2021.10.002

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a dynamic imaging method for gravitropism in pea sprouts using clinical magnetic resonance imaging system2020

    • 著者名/発表者名
      Nakai R, Azuma T, Nakaso Y, Sawa S, Demura T
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 37 号: 4 ページ: 437-442

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.1020a

    • NAID

      130007960240

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2020-12-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain activity associated with the rubber foot illusion.2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto N, Nakai R, Ino T, Mitani A
    • 雑誌名

      Neurosci Lett.

      巻: 721 ページ: 134820-134820

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of an evaluation method using machine learning for time-series MRI data of mandibular movements.2022

    • 著者名/発表者名
      Nakai R, Azuma T
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Alterations in resting-state brain activity in temporomandibular joint disorders2022

    • 著者名/発表者名
      Nakai R, Toda M, Azuma T
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 心的回転における身体優位性効果の神経基盤 ──事象関連fMRI研究──2022

    • 著者名/発表者名
      武藤拓之、中井隆介、上田祥行、阿部修士
    • 学会等名
      日本基礎心理学会第41回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] MR画像を用いた顎関節疾患の有限要素モデル構築と解析2021

    • 著者名/発表者名
      中井隆介、東 高志
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] MRIを用いた植物の重力屈性の計測法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      中井隆介、戸田満明、東 高志
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of changes in magnetic susceptibility artifacts due to static magnetic field strength, imaging sequence and chemical composition.2020

    • 著者名/発表者名
      Nakai R, Yamaguchi S, Toda M, Azuma T, Iwata H
    • 学会等名
      ISMRM 28th Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MRIの脳機能解析研究への応用2020

    • 著者名/発表者名
      中井隆介
    • 学会等名
      PT-MRI研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of dynamic evaluation method in orohypopharynx region using MRI2019

    • 著者名/発表者名
      Nakai R, Azuma T, Nakamura T
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of MR imaging for microstructural analysis using a clinical MRI system2019

    • 著者名/発表者名
      Nakai R, Azuma T
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 身体イメージに関わる脳領域の領域間結合:ラバーハンドイリュージョンとラバーフットイリュージョンを用いて2019

    • 著者名/発表者名
      松本 奈々恵、中井隆介、三谷 章
    • 学会等名
      第53回日本作業療法学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effective connectivity of brain areas associated with the bodily self-attribution using rubber hand illusion and rubber foot illusion.2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto N, Nakai R, Ino T, Mitani A
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2024-01-30  

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