超小型高分解能磁場測定装置(micro-SQUID)を用いた脳機能の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09558102
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 柿木 隆介 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (10145196)
• 研究分担者: 山崎 浩 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (50321609) ; 小山 幸子 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (40270483) ; 金桶 吉起 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助教授 (20280589) ; 新田 浩一 住友金属工業株式会社, 参事補
• キーワード: 脳磁図 / 脳波 / SQUID / 言語 / 顔 / 痛覚

研究概要

Micro-SQUIDは特注で製作した世界唯一の機器であり、実用化には多くの解決すべき問題点があった。本機器は直径3cmの円筒の中に直径3mmの超小型検知コイルが12個配列され、各コイルはやはり超小型のSQUIDに連結している。そのため各コイルおよび各SQUID間の干渉作用が出現した。すなわち1個のSQUIDの不調があっても、それが他のSQUIDに影響するのである。またすべてのSQUIDの性能を精密に揃える必要があり、かなりの時間をさいて調節しなければならなかった。また磁気シールドルームにもいくつかの問題点が発見され、新たに組み立て段階からおこなわざるを得なかった。ソフトウェアの多くも新たに作成したが、初期マイナートラブルが多く発見され、それを1つずつ解決せねばならなかった。
本年度はmicro-SQUIDを用いてヒトの末梢神経伝導を記録することに成功した(Hoshiyama,Kakigi et al., Neuroscience Letters,1999)。これは世界で初めての成果であった。指を刺激して末梢神経を上行する活動電位を手首部において詳細に分析し、その伝導速度が平均58.7m/secであることがわかった。また同様の刺激条件時に頭皮上に本機器をおいて初期皮質成分の記録に成功した。いずれも、脳波あるいは大型脳磁計によって記録される脳磁図に比し、詳細かつ明瞭な記録であった。来年度はさらに聴覚、視覚、嗅覚などの刺激による反応記録も開始する。現在はヒトを対象とした研究が主体であるが、今後はさらにサルでの実験も考慮している。

研究成果

• [文献書誌] Maeda K, Kakigi R, et al: "Mapping of receptive fields in the secondary somatosensory cortex in humans : a magnetoencephalographic study"NeuroReport. 10. 301-306 (1999)
• [文献書誌] Yamasaki H, Kakigi R, et al: "Effects of attention on pain perception : magneto- and electro-encephalographic study"Brain Research Cognitive Brain Research. 8. 73-76 (1999)
• [文献書誌] Lam K, Kakigi R, et al: "Effects of visual and auditory stimulation on somatosensory evoked magnetic fields"Clinical Neurophysiology. 110. 296-234 (1999)
• [文献書誌] Watanabe S, Kakigi R, et al: "Human face perception traced by magneto- and electro- encephalography"Brain Research Cognitive Brain Research. 8. 125-142 (1999)
• [文献書誌] Naka D, Kakigi R, et al: "Structure of auditory evoked magnetic fields during sleep"Neuroscience. 93. 573-583 (1999)
• [文献書誌] Hoshiyama M, Kakigi R, et al: "The new smallest multi-channel gradiometer : application for peripheral conduction"Neuroscience Letters. 272. 199-202 (1999)