新規MRI技術で神経回路の電気活動発振と自律性周期性形態変化との関係を解明する

• 研究領域: 非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解
• 研究課題/領域番号: 16H01600
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 福島県立医科大学 (2017); 東北大学 (2016)
• 研究代表者: 阿部 十也 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (60588515)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 形態 / 安静時ネットワーク / 水拡散 / 核磁気共鳴法 / オシレーション / デフォルトモード・ネットワーク / 核磁気共鳴法(MRI) / 神経回路 / 周期

研究実績の概要

顕微鏡技術で神経回路の形態を観察すると、神経突起の形がダイナミックに変化する。その変化は秒～分のオーダーの遅い周波数で揺らぐ。これを形態振動と言う。我々は形態振動をMRI技術で捉える手法を開発した。そのMRI形態振動とと神経発火の揺らぎとの関係性を見るために脳波・MRI同時計測法を開発した。

将来的に形態振動を薬剤で阻害して因果関係を見るために、ラットを用いた。ラット15頭を用いて全脳の形態振動をMRIで観察した。神経発火の安静時ネットワークとオーバーラップする部分、異なる部分に分離できた。

形態振動の周波数は神経発火の安静時ネットワークよりも10倍遅いオーダーであった。
海馬に電極を留置し、局所フィールド電位を記録しながら海馬のMRI形態振動を計測した。各周波数帯域のパワーの揺らぎとMRI形態との関係性を解析している。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A Preliminary Comparison of Motor Learning Across Different Noninvasive Brain Stimulation Paradigms Shows No Consistent Modulations. (2018)
  • 著者名/発表者名: Virginia Lopez-Alonso, Sook-Lei Liew, Miguel Fernandez del Olmo, Binith Cheeran, Marco Sandrini, Mitsunari Abe, Leonardo G Cohen
  • 雑誌名: Front. Neurosci. 巻: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.3389/fnins.2018.00253
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Variability in response to quadripulse stimulation of the motor cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K., Groiss S.J., Hamada M., Enomoto H., Kadowaki S., Abe M., Murakami T., Wiratman W., Chang F., Kobayashi S., Hanajima R., Terao Y., Ugawa Y.
  • 雑誌名: Brain Stimulation 巻: 9 号: 6 ページ: 859-866
  • DOI: 10.1016/j.brs.2016.01.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Change in effects of odor contexts over time that modify memory in relation to order of remote and recent past episodes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe M. and Ugawa Y.
  • 学会等名: Neuroscience 2016 Annual Meeting (San Diego)
  • 発表場所: San Diego, United States of America
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Contribution of the motor system to McGurk effect - event-related fMRI and TMS studies -. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murakami T., Fujiwara J., Sakamoto Y., Okamoto M., Mizuochi T., Iwabuchi T., Makuuchi M., Abe M., Kubo H., Matsuda N., Kobayashi S., Ugawa Y.
  • 学会等名: Neuroscience 2016 Annual Meeting (San Diego), 2016
  • 発表場所: San Diego, United States of America
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Sex differences in the effects of OXTR rs4686302 in the dorsal anterior cingulate cortex (dACC). (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii W., Abe M., Tomita H., Takeuchi H., Kawashima R., Taki Y.
  • 学会等名: Human Brain Mapping GENEVA 2016
  • 発表場所: Geneva, Switzerland
  • 年月日: 2016-07-26
  • 国際学会