| 研究課題/領域番号 |
21K03141
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分10040:実験心理学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
渡邉 慶 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (00772740)
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| 研究分担者 |
番 浩志 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 主任研究員 (00467391)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | サルfMRI / 非侵襲計測 / デフォルトモードネットワーク / MION / 二ホンザル / fMRI計測 / 高次認知機能 / 非侵襲実験 / ニホンザル / 局所電場電位（LFP) / fMRI / Spiking activity |
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| 研究開始時の研究の概要 |
デフォルトモードネットワーク（DMN）は，安静時に大きな活動を示す領域，逆に言えば，タスク時に活動が減少する脳領域である。DMNは極めて重要な機能を担うとされるが，その詳細は未解明である。本研究では(1)独自の頭部固定法を用いた完全非侵襲サルfMRI計測を行い，DMNコア領域を同定する。(2)各コアの，安静時とタスク時のニューロン活動・フィールド電位を解析し，コア間の活動特性の差異を明らかにする。(3)薬物注入による各コアの活動抑制を行い，行動変容を解析する。このように，細胞活動からスタートし，領域内フィールド電位，領域間相関へと知見を積み重ね，DMN機能をボトムアップで解明することを試みる。
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| 研究実績の概要 |
当該年度は、以下の成果を得た。
(1)前年度までに判明した，プラスチックマスクを用いた完全非侵襲のサルfMRI計測における問題点（長時間計測時にサルの体動頻度の上昇を抑制できない・もともと頻繁に動くサルではクリーンなfMRIデータを取得しにくい）を，固定に用いるマスクの強度を高めること，サルの訓練方法を改良する加えることで解決した。今年度の実験に用いた２頭のサルにおいて，標準的なretinotopic mappingおよび，側頭葉の高次視覚野が関与する生体運動刺激（biological motion)において，既存の侵襲的方法と同等かそれ以上の品質の賦活を観察した。この，我々が確立した完全非侵襲のサルfMRI計測法について論文投稿しNeuroimage誌に受理された。
(2) 続いて，1頭のサルにおいて覚醒安静時とタスク時のサル脳fMRI計測を行い，DMNコア領域の同定を試みた。脳活動に由来する血液酸素飽和度の変動（BOLD信号）を分析した結果，前年度と同様に，内側前頭葉において，安静時においてタスク時よりも有意に高い活動が見られた。しかし，こちらも前年度と同じく，先行研究においてデフォルトモードネット（DMN）のコア領域とされているその他の脳領域は検出されなかった。
(3)上記(2)の結果は，我々の撮影手法にまだ改善の余地がある可能性を示す。さらに精度の高いデータ収集を実現するために，fMRI信号のS/N比を増大させる効果があるfMRI用造影剤monocrystalline iron oxide particle (MION)の静脈投与を行い，その効果を(1)で用いた標準的なretinotopic mappingおよび，生体運動刺激において検討した。その結果，期待されたS/N比の向上が確認できた。研究期間が終了後も，引き続きMION-fMRIによるDMN領域の同定を行っていく。
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