研究課題/領域番号 |
22K19938
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研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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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
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研究機関 | 熊本大学 |
研究代表者 |
寺沢 宏明 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (10300956)
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研究分担者 |
吉永 壮佐 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 講師 (00448515)
武田 光広 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (90508558)
釣木澤 朋和 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10716210)
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研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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キーワード | DfMRI / 嗅覚 / 脳・神経 / 拡散 / 機能的MRI / 匂い / 独立成分解析 |
研究開始時の研究の概要 |
匂い物質は、固有の脳神経回路を活性化し、行動・情動・生理変化を誘導する。どの匂い物質が、どの脳領域を活性化するかというパターンを明らかにできれば、匂いー脳活性化パターンー行動・情動・生理変化の三者の対応付けが可能となる。三者の対応付けが達成されれば、脳活性化パターンに基づいて、行動・情動・生理変化が予測できる。本研究において、熊本大学のICAを用いた嗅覚fMRI解析技術と、産総研のDfMRI技術を組み合わせて、神経活性化を高感度かつ正確に捉えるDfMRI-ICA法を開発する。本技術は、患者の嗅覚機能の診断や療養に応用できる可能性がある。
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研究実績の概要 |
匂い物質は、固有の脳神経回路を活性化し、行動・情動・生理変化を誘導する。どの匂い物質が、どの脳領域を活性化するかというパターンを明らかにできれば、匂いー脳活性化パターンー行動・情動・生理変化の三者の対応付けが可能となる。対応付けにおいては、どの脳領域が活性化されるのかを、高い空間分解能に基づいて、正確に同定する必要がある。生体において脳の活性化領域を調べる最も有効な手法に、機能的MRI(fMRI)がある。一般的なBOLD法では、神経発火にともなって生じる、毛細血管網における血流増大による磁場変化を捉える。しかし、神経発火以外に麻酔や飲酒等による血管の拡張・収縮の要因がある場合、MR信号が神経発火と相関せず、活性化部位の同定が困難になる。 一方、近年、研究分担者らは、活性化にともなう神経細胞の膨潤を、水の拡散のしやすさに基づいて捉える DfMRI(Diffusion fMRI)法を開発した。神経細胞そのものを観測するため、BOLD 法で懸念される神経発火以外の要因にとらわれず、活性化部位を正確に同定できる。また、MR信号応答が速く、定常状態に戻るのが早い。 本課題は、匂いー脳活性化パターンー行動・情動・生理変化の対応付けを念頭におき、匂い刺激によるマウスの脳活性化部位を DfMRI 法にて正確に同定するシステム構築を目的とする。 本年度は、DfMRI 法を利用するための研究環境を整備した。確立済みである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、嗅覚応答を解析する条件の検討を進めた。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度に計画していた通りに、DfMRI法を利用するための研究環境を整備した。確立済みであるコンピュータプログラム制御の匂い曝露装置による嗅覚刺激と独立成分解析を組み合わせることにより、嗅覚応答を解析する条件の検討を進めることが出来たため。
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今後の研究の推進方策 |
本年度に条件検討した結果を踏まえて、実際に、匂い物質やフェロモンによる嗅覚応答の解析を進める。また、より多くの時空間情報を得るために、従来法であるBOLD法と今回導入したDfMRI法で得られるデータを比較し、互いの長所を見極めて、嗅覚応答データを集積する。
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