| 研究課題/領域番号 |
21K15674
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
石田 誠 東北大学, 医学系研究科, 助教 (80880301)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | てんかん / 脳磁図 / 体性感覚誘発磁界 / TMR磁気センサ |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、覚醒・睡眠を厳密にわけた体性感覚誘発磁界（SEFs）を用いて大脳・視床間の興奮系と抑制系のバランス異常の評価を行い、てんかん発作関連領域外のネットワーク異常を明らかにすることである。研究期間初年度において、SEFsの健常者における覚醒・睡眠の影響を確立するため、健常者の被験者募集を行う予定であったが、コロナウイルスの影響により、困難となった。そこで、本科研費受給前に計測していた20代の健常者11名左右22側の正中神経刺激SEFsデータを用いて、覚醒・睡眠の影響を調べたところ、SEFsの第1波において睡眠で潜時が延長することが明らかとなった。また、SEFsの振幅に関しては、健常者において覚醒・睡眠で差を認めなかった。さらに、体性感覚野がてんかん原性領域となる若年生ミオクロニーてんかん（JME）患者において、SEFsに異常をきたすかを検討するため、JME患者9例18側と健常者10例20側でSEFsの比較検討を行った。その結果、両者で潜時に差を認めないが、振幅に関して、JME患者でSEFsの第3波が健常者よりも増大することが明らかになった。
今後、コロナウイルスの影響がなくなった後、健常者の被験者募集を行う予定である。また、東北大学医学系研究科てんかん学分野と工学系研究科で共同開発中のトンネル磁気抵抗素子を用いた磁場センサ（TMR磁気センサ）は、従来のSQUID脳磁計よりも睡眠記録に適しているため、TMR磁気センサによるSEFs計測も実施していく予定である。
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| 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
研究期間初年度において、SEFsの健常者における覚醒・睡眠の影響を確立するため、健常者の被験者募集を行う予定であったが、コロナウイルスの影響により、困難であった。そこで、本科研費受給前にすでに計測していた20代の健常者11名のデータを用いて、左右22側の正中神経刺激SEFsデータを用いて、覚醒・睡眠の影響を調べた。その結果、SEFsの第1波において睡眠で潜時が延長することが明らかとなった。また、SEFsの振幅に関しては、健常者において覚醒・睡眠で差を認めなかった。
本研究の主な目的は、てんかん発作関連領域外のネットワーク異常を、SEFsを用いて明らかにすることである。一方、体性感覚野がてんかん原性領域となる若年生ミオクロニーてんかん（JME）におけるSEFsに異常があるか否かもあきらかではない。そこで、JME患者でSEFsに異常をきたすかを検討するため、JME患者9例18側と健常者10例20側でSEFsの比較検討を行った。その結果、両者で潜時に差を認めないが、振幅に関して、JME患者でSEFsの第3波が健常者よりも増大することが明らかになった。
また、2022年2月28日に開催された第24回日本ヒト脳機能マッピング学会において、「側頭葉てんかんにおける脳磁図を用いた体性感覚機能マッピング」という演題で、側頭葉てんかんにおける覚醒・睡眠を考慮したSEFs解析の結果をシンポジウムで講演した。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究期間初年度において、SEFsの健常者における覚醒・睡眠の影響を確立するため、健常者の被験者募集を行う予定であったが、コロナウイルスの影響により、困難となった。今後、コロナウイルスによる規制が緩和され次第、被験者募集を再開する予定である。
今後の新たな取り組みとして、東北大学医学系研究科てんかん学分野と工学系研究科で共同開発中のトンネル磁気抵抗素子を用いた磁場センサ（TMR磁気センサ）によるSEFs計測を行う予定である。従来のSQUID脳磁計では、センサを超低温状態に保つために液体ヘリウム容器に格納する必要があり、被験者はセンサが格納されたヘルメット内で頭を固定し、運動を制限された姿勢を保持しなければならず、長時間の記録が困難である。また、容器の厚みでセンサと頭皮との距離が離れてしまい、その距離の2乗分、脳磁場の検出感度が低下する。一方、TMR磁気センサは、室温で作動するため、液体ヘリウムに格納する必要がなく、体表での生体磁場計測が可能となる。センサが体表に近づく分だけ磁場の検出感度が向上する。また、本センサの素子のダイナミックレンジが広いことから、地磁気レベルの環境磁場ノイズが存在する状況であっても使用することができ、シールドルーム外で脳磁場記録が可能であり、普段の生活環境下で生体磁場が計測できる可能性があるため、睡眠時の脳磁図記録が必要な本研究にとってTMR磁気センサが有用であると考えられる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究期間初年度において、SEFsの健常者における覚醒・睡眠の影響を確立するため、健常者の被験者募集を行う予定であったが、コロナウイルスの影響により、困難となった。今後、コロナウイルスによる規制が緩和され次第、被験者募集を再開し、脳磁図利用料および謝礼として使用する予定である。
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