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2016 年度 実施状況報告書

味覚中枢における情報処理機構の解明と味覚情報の解読

研究課題

研究課題/領域番号 15K06731
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

黄田 育宏  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳機能解析研究室, 主任研究員 (60374716)

研究分担者 西本 伸志  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (00713455)
上口 貴志  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳機能解析研究室, 主任研究員 (80403070)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード味覚 / fMRI / 脳機能 / 超高磁場 / 磁気共鳴 / 脳活動 / 脳機能計測 / 食
研究実績の概要

本研究では,超高磁場MRIを用いた機能的MRI(fMRI)と最新の数理的解析技術を組み合わせた脳機能計測システムを構築し,ヒトの味覚中枢の活動を空間軸・時間軸の両面から高精度に計測・解析する。
今年度,味覚刺激を複数のシリンジポンプを用いてPCによる制御を行い,時間的に正確にかつ刺激時間を調節できるようになり,複数の味溶液による刺激を可能とした。今年度は,異なる味質により活動部位が異なるのか,fMRI信号より濃度をデコーディングできるのかを検討するために,うま味,塩味,甘味,うま味については異なる濃度について検討を行った。被験者に8秒間味溶液を口腔内に保持し,その後,嚥下を行った。味溶液で刺激後,蒸留水あるいは人工唾液を口腔内に注入し洗浄とした。超高解像度の機能画像により,味溶液刺激によって口腔・舌領域の運動領域と体性感覚領域,島皮質中心溝,弁蓋部に活動がみられた。これらの領域は,先行研究結果と一致している。本研究では,対照溶液の蒸留水や人工唾液に対しても味溶液刺激と同様に,体性感覚領域に加えて島皮質などでの脳活動が得られた。この結果,対照溶液は味溶液刺激の体性感覚領域の活動とともに島皮質などの活動も相殺することになり,味覚に対する特徴的な脳活動は得られなかった。今年度採用した刺激プロトコールでは,味溶液の嚥下後,わずかに口腔内に残っている可能性があり,その後,対照溶液を注入することによって,残存する味溶液が刺激となり島皮質などの活動につながった可能性がある。

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

味溶液刺激に対して活動するとされている島皮質や弁蓋部領域に注目して脳活動データの解析を行った。それら領域において,味溶液刺激の濃度に対して異なる活動はみられたが,明らかな依存性は検出されなかった。しかし,その原因として,今回使用した刺激方法とプロトコールに問題があった可能性がある。今後,味覚刺激後に対照溶液刺激を複数回行うなど刺激プロトコールを変更し,濃度依存性についての検討が必要である。

今後の研究の推進方策

今回の実験では,味溶液刺激に活動するとされている島皮質や弁蓋部の活動に注目して解析を行ったが,特徴的な応答を見いだすことはできなかった。今年度の刺激を行う際の問題点を解決するとともに,刺激に対して局所領域の脳活動だけでなく,脳全体の活動をパターンとして解釈し,濃度閾値や異なる味溶液に対する活動を客観的に評価できるかどうかを検討する。

次年度使用額が生じた理由

今年度の使用はほぼ計画通りであったが,昨年度の繰越額が大きいため,わずかに次年度の使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

国内・国際学会での研究成果発表を予定しており、それらの旅費の一部として充当する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Comparison of diffusion-weighted imaging in human brain using readout-segmented EPI and PROPELLER turbo spin echo with single-shot EPI at 7 T MRI.2016

    • 著者名/発表者名
      Kida I, Ueguchi T, Matsuoka Y, Zhou K, Stemmer A, Porter D
    • 雑誌名

      Investigative Radiology

      巻: 51 ページ: 435-439

    • DOI

      10.1097/RLI.0000000000000248.

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Gut umami sensing modulates functional connectivity in the human brain: Preliminary results using resting-state fMRI.2017

    • 著者名/発表者名
      Kida I, Nawa NE, Matsuoka Y, Leibnitz K
    • 学会等名
      1st International Soc Magn Reson Med Japanese Chapter
    • 発表場所
      脳情報通信融合研究センター,吹田市,大阪府
    • 年月日
      2017-02-23 – 2017-02-24
  • [学会発表] Changes in apparent diffusion coefficient during visual stimulation.2017

    • 著者名/発表者名
      Kida I, Ban H, Matsuoka Y
    • 学会等名
      1st International Soc Magn Reson Med Japanese Chapter
    • 発表場所
      脳情報通信融合研究センター,吹田市,大阪府
    • 年月日
      2017-02-23 – 2017-02-24
  • [学会発表] Four-dimensional in vivo MRI for tracking individual immune cells in mouse brain2016

    • 著者名/発表者名
      Mori Y, de la Mora DM, Tashita A, Kobashi S, Kida I, Hata Y, Yoshioka Y
    • 学会等名
      第44回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ,さいたま市,埼玉県
    • 年月日
      2016-09-09 – 2016-09-11
  • [学会発表] Quantitative comparison between conventional and accelerated NODDI maps of the brain2016

    • 著者名/発表者名
      Ueguchi T, Kida I, Kobayashi Y, Okada K, Kadono Y, Yamada S, Liu G
    • 学会等名
      第44回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ,さいたま市,埼玉県
    • 年月日
      2016-09-09 – 2016-09-11
  • [学会発表] 超高磁場ヒト脳MRI:マルチスライス撮像に由来する空間的に不均一な磁化移動効果2016

    • 著者名/発表者名
      上口貴志,黄田育宏,劉国相
    • 学会等名
      第111回日本医学物理学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜会議センター,横浜市,神奈川県
    • 年月日
      2016-04-14 – 2016-04-17

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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