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MRIを用いた匂い・フェロモンと行動等の嗅覚応答を関連づける情報処理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05842
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38030:応用生物化学関連
研究機関熊本大学

研究代表者

吉永 壮佐  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 講師 (00448515)

研究分担者 寺沢 宏明  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (10300956)
武田 光広  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (90508558)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード匂い / フェロモン / 脳・神経 / MRI / 嗅覚
研究開始時の研究の概要

本研究は、機能的MRI法を用いて、個々の匂い・フェロモンによる脳神経回路の活性化パターンについて、活性化部位の位置情報に時間軸を導入することにより、誘起される行動・情動・生理変化と関連づける情報処理メカニズムを明らかにすることを目的する。これらの相関をデータベース化することにより、性行動に影響する物質の同定および開発、さらには、実験用マウスの作製の促進や野生ネズミの繁殖制御につながることが期待される。

研究成果の概要

多くの動物は、種の保存や生命の危機回避において、嗅覚を通じて外界から様々な情報を得ている。フェロモンや匂い物質といった化学物質がその情報の担い手であり、情動や行動、生理的変化を引き起こす。
本研究は、嗅覚刺激による脳活性化の位置情報と時間情報を得るMRI基盤技術を開発した。コンピュータプログラム制御の匂い曝露装置を用いて高精度で周期的に嗅覚刺激を与え、独立成分解析を組み合わせることにより、高い時間分解能の解析条件の検討、ならびに、動物麻酔条件の最適化を実施し、機能的MRIを用いて、異なる行動・情動を引き起こす匂い物質に応じて活性化される脳領域が明確に異なることを示す実験データの取得に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、それぞれのフェロモンや匂い物質により誘起される性行動や生理的変化と、活性化される嗅神経ネットワークとの関係性を明らかにするための基盤技術の開発に成功した。この技術を利用して実験データを集積することにより、性行動に影響する物質の同定および開発、さらには、実験用マウスの作製の促進や野生ネズミの繁殖制御につながることが期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Whole-brain fMRI study of mice under medetomidine/ketamine anesthesia to identify brain regions activated by musk odors.2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga, S., Tsubakihara, Y., Fukumoto, T., Maita, S., Takeda, M., and Terasawa, H.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.

      巻: 31

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional MRI study of olfactory responses evoked by musk odor in the mouse whole brain under medetomidine anesthesia.2021

    • 著者名/発表者名
      Tsubakihara, Y., Takeda, M., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.

      巻: 29 ページ: 2929-2929

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Muscone-evoked activations in the whole brains of mice, studied by the BOLD method using periodic stimulation and independent component analysis.2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, F., Takeda, M., Yuzuriha, N., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med.

      巻: 28 ページ: 3946-3946

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 機能的 MRI によるマウス嗅覚応答の研究:ムスク臭応答の独立成分解析2022

    • 著者名/発表者名
      椿原 由美子, 武田 光広, 吉永 壮佐, 寺沢 宏明
    • 学会等名
      第16回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 匂いと行動を関連づける脳活性化経路の機能的MRI:ムスク臭により誘因刺激したマウスの脳活性化部位の解析2021

    • 著者名/発表者名
      椿原由美子, 武田光広, 吉永壮佐, 寺沢宏明
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会 前臨床MRIスタディグループ
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] fMRI study of brain activation pathways connecting odor stimulation and behaviors: Analysis of activations evoked by attractive odor, muscone2021

    • 著者名/発表者名
      Tsubakihara, Y., Takeda, M., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 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] Whole brain functional MRI study of mice olfaction: from perception to behaviors2021

    • 著者名/発表者名
      Takeda, M., Tsubakihara, Y., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      ISMAR-APNMR 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 周期的匂い刺激とグループ独立成分解析を利用したマウス嗅覚応答の機能的 MRI解析2021

    • 著者名/発表者名
      椿原由美子, 武田光広, 吉永壮佐, 寺沢宏明
    • 学会等名
      第15回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional MRI study of olfactory responses evoked by musk odor in the mouse whole brain under medetomidine anesthesia2021

    • 著者名/発表者名
      Tsubakihara, Y., Takeda, M., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      2021 ISMRM & SMRT Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機能的MRIを用いた匂い刺激と行動を結びつけるマウスの脳活性化経路の解明:誘引性匂い物質ムスコンによる刺激と独立成分解析の適用2020

    • 著者名/発表者名
      武田光広、椿原由美子、吉永壮佐、寺沢宏明
    • 学会等名
      第59回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional MRI studies of mouse whole brain stimulated by mouse odor with independent component analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Tsubakihara, Y., Takeda, M., Hayashi, F., Yuzuriha, N., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      第48回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Muscone-evoked activations in the whole brains of mice, studied by the BOLD method using periodic stimulation and independent component analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, F., Takeda, M., Yuzuriha, N., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      2020 ISMRM (International Society for Magnetic Resonance in Medicine) & SMRT (Society for MR Radiographers &Technologists) Virtual Conference & Exhibition
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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