超小型高分解能磁場測定装置(micro-SQUID)の基礎研究と臨床応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13877099
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 柿木 隆介 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (10145196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邊 昌子 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (00321612) ; 金桶 吉起 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助教授 (20280589)
• Keywords: 超小型 / 高分解能 / 磁場 / micro / SQUID / 臨床応用 / 基礎研究 / 脳磁図

Research Abstract

本研究に用いた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個配置され、各コイルはやはり超小型のSQUID(超伝導量子干渉素子)に連結している。そのため各コイル及び各SQUID間の干渉作用が出現した。すなわち、たとえ1個のSQUIDに不調があっても、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、かなりの時間を割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(これも世界で最も小型のものを特注した)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えなかった。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。今年度はこのような問題の解決の期間、すなわち準備期間が主であった。
先ず末梢神経の記録を行った。指を刺激して手首部を上行する活動電位の計測を行った。Micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上行する刺激信号が4双極子であること、またその伝導時間が平均58.7m/secであることを明らかにした。信号が上行する状況をmsec単位で明確かつ詳細に記録したもので、世界で初めての報告であった。また同様の刺激条件時に頭皮上にMicro-SQUIDを置いて初期大脳皮質反応の記録に成功した。現在は、さらに聴覚、視覚などの刺激による反応記録も行っている。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。

Research Products

• [Publications] Nihashi T, Kakigi R et al.: "Representation of the ear in human primary somatosensory cortex"Neuroimage. 13・2. 295-304 (2001)
• [Publications] Tran TD, Kakigi R et al.: "A new method for measuring conduction velocities of Aβ-, Aδ-and C-fibers in humans following electrical and CO_2 laser stimulation"Neuroscience Letters. 301・3. 187-190 (2001)
• [Publications] Watanabe S, Kakigi R et al.: "Occipitotemporal activity elicited by viewing eye movements : a magnetoencephalographic study"Neuroimage. 13・2. 351-363 (2001)
• [Publications] Sekiguchi T, Kakigi R et al.: "The effect of stimulus repetition on cortical magnetic responses evoked by words and nonwords"Neuroimage. 14・1. 118-128 (2001)
• [Publications] Lam K, Kakigi R et al.: "Attention and visual interference affect somatosensory perception : a magnetoencephalographic study"Neuroscience. 104・3. 689-703 (2001)
• [Publications] Hoshiyama M, Kakigi R: "Two evoked responses with different recovery functions in the primary somatosensory cortex in humans"Clinical Neurophysiology. 112・7. 193-191 (2001)