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2023 年度 実績報告書

サルfMRIと細胞活動解析による,デフォルトネットワーク機能のボトムアップ的解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K03141
研究機関大阪大学

研究代表者

渡邉 慶  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (00772740)

研究分担者 番 浩志  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 主任研究員 (00467391)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードサルfMRI / 非侵襲計測 / デフォルトモードネットワーク / MION
研究実績の概要

当該年度は、以下の成果を得た。
(1)前年度までに判明した,プラスチックマスクを用いた完全非侵襲のサルfMRI計測における問題点(長時間計測時にサルの体動頻度の上昇を抑制できない・もともと頻繁に動くサルではクリーンなfMRIデータを取得しにくい)を,固定に用いるマスクの強度を高めること,サルの訓練方法を改良する加えることで解決した。今年度の実験に用いた2頭のサルにおいて,標準的なretinotopic mappingおよび,側頭葉の高次視覚野が関与する生体運動刺激(biological motion)において,既存の侵襲的方法と同等かそれ以上の品質の賦活を観察した。この,我々が確立した完全非侵襲のサルfMRI計測法について論文投稿しNeuroimage誌に受理された。
(2) 続いて,1頭のサルにおいて覚醒安静時とタスク時のサル脳fMRI計測を行い,DMNコア領域の同定を試みた。脳活動に由来する血液酸素飽和度の変動(BOLD信号)を分析した結果,前年度と同様に,内側前頭葉において,安静時においてタスク時よりも有意に高い活動が見られた。しかし,こちらも前年度と同じく,先行研究においてデフォルトモードネット(DMN)のコア領域とされているその他の脳領域は検出されなかった。
(3)上記(2)の結果は,我々の撮影手法にまだ改善の余地がある可能性を示す。さらに精度の高いデータ収集を実現するために,fMRI信号のS/N比を増大させる効果があるfMRI用造影剤monocrystalline iron oxide particle (MION)の静脈投与を行い,その効果を(1)で用いた標準的なretinotopic mappingおよび,生体運動刺激において検討した。その結果,期待されたS/N比の向上が確認できた。研究期間が終了後も,引き続きMION-fMRIによるDMN領域の同定を行っていく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] An easy-to-implement, non-invasive head restraint method for monkey fMRI2024

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Reiji、Watanabe Kei、Suzuki Takafumi、Nakamura Kae、Yasuda Masaharu、Ban Hiroshi、Okada Ken-ichi、Kitazawa Shigeru
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 285 ページ: 120479~120479

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2023.120479

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal information loading into working memory explains dynamic coding in the prefrontal cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Stroud Jake P.、Watanabe Kei、Suzuki Takafumi、Stokes Mark G.、Lengyel M?t?
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1073/pnas.2307991120

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cycles of goal silencing and reactivation underlie complex problem-solving in primate frontal and parietal cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kei、Kadohisa Mikiko、Kusunoki Makoto、Buckley Mark J.、Duncan John
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40676-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 覚醒行動中のサルにおける完全に非侵襲な fMRI 計測法2023

    • 著者名/発表者名
      田中澪士, 渡邉慶, 鈴木隆文, 番浩志, 北澤茂
    • 学会等名
      第115回近畿生理学会談話会

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公開日: 2024-12-25  

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