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2011 年度 研究成果報告書

脳活動と脳循環代謝システムの連動、その局所原理と全体像の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 20390249
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 神経内科学
研究機関財団法人東京都医学総合研究所 (2011)
(財)東京都医学研究機構 (2008-2010)

研究代表者

根本 正史  財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 研究員 (80370980)

研究分担者 星 詳子  財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 副参事研究員 (50332383)
正本 和人  電気通信大学, 先端領域教育研究センター, 特任助教 (60455384)
小畠 隆行  独立行政法人放射線医学総合研究所, 分子イメージング研究センター, チームリーダー (00285107)
研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワード二光子顕微鏡 / 光学的測定 / 内因性光学信号 / 神経機能画像学 / 神経活動 / 神経血管カップリング / 脳微小循環
研究概要

本研究は,脳活動とそれを支える脳循環代謝システムの連動について,げっ歯類を用いて,その局所原理と全体像を,異なる時空間スケールで統合的に理解することを目的とした。(1)微視的時空間スケール:二光子顕微鏡を用いて, sulforhodamine 101を腹腔内に投与,大脳皮質の蛍光観察を行った。投与後の観察時間を調節することで,脳局所微小循環と,神経活動-微小循環の連動に重要な役割を果たすグリア細胞の両者を描出することが可能であった。(2)巨視的時空間スケール:急性/慢性の頭蓋窓を作製し,神経活動と微小循環の活動を計測・描出した。その結果,両者の連動は,皮質プロセスに依存して多様なパターンを示していた。この多様で非線形的な関係の統合的理解には,局所電場電位の時間スペクトル構造の解析と高周波数成分(ガンマ周波数帯域)の適用が有効であった。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (13件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Repeated longitudinal in vivo imaging of neuro-glio-vascular unit at the peripheral boundary of ischemia inmouse cerebral cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, TomitaY, Toriumi H, Aoki I, Unekawa M, Takuwa H, Itoh Y, Suzuki N, Kanno I
    • 雑誌名

      Neuroscience

    • DOI

      DOI:10.1016/j.neuroscience.2012.03.034

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anesthesia and the quantitative evaluation of neurovascular coupling2012

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Kanno I
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab

    • DOI

      DOI:10.1038/jcbfm.2012.50

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity of neural-hemodynamic relationships associated with differences in cortical processing during bilateral somatosensory activation in rats2012

    • 著者名/発表者名
      Nemoto M, Hoshi Y, Sato C, Iguchi Y, Hashimoto I, Kohno E, Hirano T, Terakawa S
    • 雑誌名

      Neuro Image

      巻: 59(4) ページ: 3325-3338

    • DOI

      DOI:10.1016/j.neuroimage.2011.11.067

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳と心の動きをみる-科学技術の最前線-2011

    • 著者名/発表者名
      根本正史
    • 雑誌名

      東洋学術研究

      巻: 50(1) ページ: 193-219

    • URL

      http://www.totetu.org/index.php?id=521 & author_en=nemoto%20masahito & author=%E6%A0%B9%E6%9C%AC%E6%AD%A3%E5%8F%B2

  • [雑誌論文] Recognition of human emotions from cerebral blood flow changes in the frontal region : a study with event-related near-infrared spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y, Huang J, Kohri S, Iguchi Y, Naya M, Okamoto T, Ono S
    • 雑誌名

      J Neuroimaging

      巻: 21(2) ページ: e94-101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reproducibility and variance of a stimulation-induced hemodynamic response in barrel cortex of awake behaving mice2011

    • 著者名/発表者名
      Takuwa H, Autio J, Nakayama H, Matsuura T, Obata T, Okada E, Masamoto K, Kanno I
    • 雑誌名

      Brain Res

      巻: 1369 ページ: 103-111

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Review articles : Towards the next generation of near-infrared spectroscopy2011

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y
    • 雑誌名

      Phil Trans R Soc A

      巻: 369(1955) ページ: 4425-4439

  • [雑誌論文] High b-value diffusion-weighted fMRI in a rat forepaw electrostimulation model at 7 T2011

    • 著者名/発表者名
      Autio JA, Kershaw J, Shibata S, Obata T, Kanno I, Aoki I
    • 雑誌名

      Neuro Image

      巻: 57(1) ページ: 140-148

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blood oxygenation level-dependent functional magnetic resonance imaging of bilateral but asymmetrical responses to gustatory stimulation in the rat insular cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Kida I, Iguchi Y, Hoshi Y
    • 雑誌名

      Neuro Image

      巻: 56(3) ページ: 1520-1525

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intra-cortical microcirculatory change induced by anesthesia in rat somatosensory cortex2010

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Obata T, Kanno I
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol

      巻: 662 ページ: 57-61

    • 査読あり
  • [学会発表] Concurrent dynamic imaging of capillary network RBC and plasma in rodent cerebral cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Kawaguchi H, Ito H, Kanno I
    • 学会等名
      ISOTT 2011
    • 発表場所
      Washington
    • 年月日
      2011-07-24
  • [学会発表] Longitudinal Imaging of Glio-Vascular Remodeling Induced by Chronic Hypoxia in Mouse Somatosensory Cortex2011

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Tomita Y, Takuwa H, Unekawa M, Toriumi H, Itoh Y, Suzuki N, Kanno I
    • 学会等名
      Brain and Brain PET 2011
    • 発表場所
      Barcelona
    • 年月日
      2011-05-27
  • [学会発表] Morphological changes of glio-vascular networks induced by chronic hypoxia in mouse cerebral cortex2010

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Takuwa H, Obata T, Unekawa M, Toriumi H, Tomita Y, Suzuki N, Kanno I
    • 学会等名
      Neuroscience 2010
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2010-11-15
  • [学会発表] Toward the next generation of near-infrared spectroscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y
    • 学会等名
      The Royal Society Theo Murphy International Science Meeting on Making light work : illuminating the future of biomedical optics, The Kavli Royal Society
    • 発表場所
      Buckinghamchire, UK
    • 年月日
      2010-11-08
  • [学会発表] Basic Studies on NIRS toward further development of functional optical brain imaging2010

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y
    • 学会等名
      International Congress of Clinical Neurophysiology ICCN 2010
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2010-10-30
  • [学会発表] Two-photon imaging of live animal cerebral arteries2010

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K
    • 学会等名
      The 1st World Forum on Cerebral Blood Flow Metabolism and Functions
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2010-10-18
  • [学会発表] 皮質プロセスに依存する神経活動-脳循環相関の多様性2010

    • 著者名/発表者名
      根本正史,星詳子,黄田育宏,井口義信
    • 学会等名
      第14回酸素ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-09-04
  • [学会発表] NIRS信号と神経活動2010

    • 著者名/発表者名
      星詳子
    • 学会等名
      第13回日本光脳機能マッピング研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-07-24
  • [学会発表] Diversity of neural-hemodynamic relation-ships depending on patterns of cortical processing2010

    • 著者名/発表者名
      Nemoto M, Hoshi Y, Kida I, Iguchi Y
    • 学会等名
      HBM 2010 Abstr 1397
    • 発表場所
      Barcelona
    • 年月日
      2010-06-07
  • [学会発表] Diversity of neural-hemodynamic relation-ships depending on patterns of cortical processing during bilateral somatosensory activation in rats, J Cereb Blood Flow Metab 29[Suppl]: S193, 929 Brain' 092009

    • 著者名/発表者名
      Nemoto M, Hoshi Y, Iguchi Y
    • 発表場所
      Chicago
    • 年月日
      2009-06-30
  • [学会発表] Coordinated response of arterial networks induced by local stimulation in anesthetized rat somatosensory cortex2009

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Obata T, Kanno I
    • 学会等名
      Brain' 09
    • 発表場所
      Chicago
    • 年月日
      2009-06-30
  • [学会発表] Physiological basis for fNIRS : Fundamental principles on neurovascular coupling2008

    • 著者名/発表者名
      Nemoto M, Hoshi Y
    • 学会等名
      Neurosci Res 61[Suppl]: WS1D-3-2(Workshop). Neuroscience 2008
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2008-07-09
  • [学会発表] 神経活動に伴う脳血管反応について:シナプス活動,神経発火と内因性光学信号(Symposium)2008

    • 著者名/発表者名
      根本正史,星詳子,井口義信,山崎匡
    • 学会等名
      第14回日本脳代謝モニタリング研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-05
  • [図書] 微小酸素電極の作製と測定の実際. In :からだと酸素の事典2009

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 総ページ数
      81-87
    • 出版者
      朝倉書店
  • [図書] 酸素代謝を利用した脳機能イメージング. In :からだと酸素の事典2009

    • 著者名/発表者名
      星詳子
    • 総ページ数
      438-445
    • 出版者
      朝倉書店
  • [図書] 光を用いた脳と心の探究,日児2009

    • 著者名/発表者名
      星詳子
    • 総ページ数
      1642-1648
  • [図書] Near-infrared spectro-scopy for studying higher cognition. Neural Correlates of Thinking2008

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y
    • 総ページ数
      83-93
  • [備考]

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/kansei/index.html

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公開日: 2013-07-31  

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