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DfMRIに基づく匂い応答の脳活性化パターン解析:嗅覚障害の改善に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 22K19938
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)

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)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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)
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。

研究成果の概要

本課題は、匂い―脳活性化パターン―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の構築を目的とする。
本研究により、DfMRI 法を利用するための研究環境を整備した。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、嗅覚応答を捉えることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、嗅覚刺激による脳応答の情報を高感度で得るための基盤技術となるDfMRI-ICA法の開発を進めることができた。
今後、本技術を利用して、匂い―脳活性化パターン―行動・情動・生理変化の三者の対応付けが可能となる。この三者を対応付けした研究データを蓄積することにより、脳活性化パターンに基づいて、行動・情動・生理変化を予測するシステムの開発を進める。行動・情動・生理変化を誘導する匂い物質の獲得にもつながることが期待出来る。さらに、早期の認知症や新型コロナウイルス感染者において嗅覚機能に障害が生じるため、同定・取得した匂い物質を用いて、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。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7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 ページ: 4022-4022

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Functional MRI study of olfactory responses induced by musk odor in the whole mouse brain under medetomidine and ketamine anesthesia2024

    • 著者名/発表者名
      Maita, S., Tsubakihara, Y., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      The 11th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging analysis of epidermal carcinoma based on time-dependent diffusion MRI2024

    • 著者名/発表者名
      Takeda, A., Yoshinaga, S., Shinjo, T., Kawachi, Y., Terashima, Y., Toda, E., Matsushima, K., Tsurugizawa, T., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      The 11th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間依存性拡散MRI に基づくがん微小環境イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      竹田篤史、吉永壮佐、新城拓人、河内祐樹、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、釣木澤朋和、寺沢宏明
    • 学会等名
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 熊本大学におけるMRI・NMR 設備を用いた研究2023

    • 著者名/発表者名
      吉永壮佐
    • 学会等名
      第1回研究用MRI共有プラットフォーム事業・若手研究交流会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 熊本大学の小動物用MRI設備を用いた匂いと行動を結ぶ脳神経回路の解析2023

    • 著者名/発表者名
      吉永壮佐
    • 学会等名
      日本生物物理学会九州支部セミナー「構造生物学の新展開:in vitroからin cell, in vivoへ」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 拡散強調MRI に基づくがん微小環境イメージング法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      竹田篤史、吉永壮佐、新城拓人、河内祐樹、寺島裕也、遠田悦子、松島綱治、釣木澤朋和、寺沢宏明
    • 学会等名
      第17回日本分子イメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Whole-brain fMRI study of mice under medetomidine/ketamine anesthesia to identify brain regions activated by musk odors2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga, S., Tsubakihara, Y., Fukumoto, T., Maita, S., Takeda, M., and Terasawa, H.
    • 学会等名
      2023 ISMRM & ISMRT Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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