Elucidation of a transmitting mechanism of the information of odorants and pheromones, based on the fMRI analysis of the olfactory bulb and the higher-order brain regions and the behavior analysis

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04489
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 寺沢 宏明 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (10300956)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 情報伝達 / 匂い / フェロモン / MRI

Outline of Annual Research Achievements

多くの動物は、匂いやフェロモンを介して情報を受け取り、種の保存や生命の危機回避を図っている。申請者らは、連携研究者との共同研究を通じて、メスマウスの性行動を誘起するペプチド性フェロモンESP1について、リガンドペプチドの発見、鋤鼻器官上の受容体の同定、副嗅球の活性化に至る一連の情報伝達経路に関する構造機能解析を行ってきた。本研究は、今まで明らかにしてきたシグナリングの先に存在する過程を研究対象とする。すなわち、MRIを用いて、匂いやフェロモンによって活性化される、嗅球から高次脳への神経伝達経路を可視化し、活性化された脳領域と行動との相関を明らかにすることを目的とする。本課題が達成されれば、齧歯類と人間の脳機能を理解し、脳機能疾患治療薬や新規機能物質の開発に展開することが期待される。
BOLD法を用いた機能的MRI解析において、前年度までに確立した、周期的に繰り返した匂い刺激に同期する脳内のMRI信号変化を抽出する手法を、各種匂い物質に適用し、さらに必要な例数を確保した。その結果、匂い物質に応じて活性化される領域を、より高感度に検出することに成功した。次に、多種類の匂い物質に対応できるよう、匂い曝露装置の自動化を進めた。本課題により、測定法、解析法、装置の開発とその最適化により、匂い・フェロモン応答を、MRIを用いて高い感度で網羅的に解析する道が拓けたと考える。今後の研究への適用とデータの蓄積が重要である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A BOLD analysis of the olfactory perception system in the mouse whole brain, using independent component analysis. (2017)
  • Author(s): Funatsu, H., Hayashi, F., Yoshinaga, S., Takeda, M., Yuzuriha, N., Kusanagi, S., and Terasawa, H.
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. Volume: 25 Pages: 5363-5363
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An optimized slice-GRAPPA reconstruction method to reduce leakage artifacts in small-animal multiband imaging. (2017)
  • Author(s): Toyoda, H., Yoshinaga, S., Yuzuriha, N., Takeda, M., and Terasawa, H.
  • Journal Title: Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. Volume: 25 Pages: 3844-3844
  • Peer Reviewed
• [Presentation] BOLD法を用いた異なる匂い刺激および麻酔下におけるマウス高次脳の嗅覚応答の比較 (2018)
  • Author(s): 林 芙優、吉永 壮佐、杠 直哉、武田 光広、寺沢 宏明
  • Organizer: ISMRM日本支部第２回学術集会
• [Presentation] A BOLD analysis of the olfactory perception system in the mouse whole brain, using independent component analysis. (2017)
  • Author(s): Funatsu, H., Hayashi, F., Yoshinaga, S., Takeda, M., Yuzuriha, N., Kusanagi, S., and Terasawa, H.
  • Organizer: 25th ISMRM (International Society for Magnetic Resonance in Medicine) annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] An optimized slice-GRAPPA reconstruction method to reduce leakage artifacts in small-animal multiband imaging. (2017)
  • Author(s): Toyoda, H., Yoshinaga, S., Yuzuriha, N., Takeda, M., and Terasawa, H.
  • Organizer: 25th ISMRM (International Society for Magnetic Resonance in Medicine) annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Detection of the odor response in the mouse whole brain using periodic odor stimulations and independent component analysis (ICA). (2017)
  • Author(s): Hayashi, F., Funatsu, H., Yoshinaga, S., Yuzuriha, N., Kusanagi, S., Takeda, M., and Terasawa, H.
  • Organizer: 第４５回日本磁気共鳴医学会大会
• [Presentation] Improvement of an awake mouse MRI method using mouse clothes for a cryogenic coil system. (2017)
  • Author(s): Nakata, E., Kusanagi, S., Kimura, K., Araki, R., Takeda, M., Yoshinaga, S., and Terasawa, H.
  • Organizer: 第４５回日本磁気共鳴医学会大会
• [Presentation] Detection of the odor BOLD response in the mouse whole brain, using independent component analysis (ICA). (2017)
  • Author(s): Funatsu, H., Hayashi, F., Yoshinaga, S., Yuzuriha, N., Kusanagi, S., Takeda, M., and Terasawa, H.
  • Organizer: 第５５回日本生物物理学会年会
• [Presentation] Evaluation of anesthesia conditions for detecting odor responses in the mouse whole brain. (2017)
  • Author(s): Hayashi, F., Funatsu, H., Yoshinaga, S., Yuzuriha, N., Kusanagi, S., Takeda, M., and Terasawa, H.
  • Organizer: 第５５回日本生物物理学会年会