安静時にヒト全脳で瞬時的に生じる信号伝達の解明

安静時にヒト全脳で自発的に生じる信号伝達が明らかになれば、全脳に分散された情報がどのように統合され意識が生まれるのか、そのメカニズム解明に繋がると考えられる。そこで本研究では、安静時にヒト全脳で瞬時的に生じる信号伝達を解明する。2022年度には、脳波計と光ポンピング磁力計を用いて安静時の脳波及び脳磁図を同時計測するための実験システムを開発した。開発システムの有効性を検証するため、正中神経刺激中の脳波及び脳磁図を開発システムを用いて同時計測し、計測データから皮質脳活動を推定した。推定された皮質脳活動は一次体性感覚野に大きな振幅を有しており、これまでの知見と一致する妥当な結果が得られた。この結果は、開発システムの有効性を支持している。また、光ポンピング磁力計のセンサ配置を決めるアルゴリズムを開発した。開発アルゴリズムは、関心領域の活動を精確に推定するために最適なセンサ配置を探索する。開発アルゴリズムの有効性を模擬データと実データを用いて検証した。これらの成果を論文にまとめ、学術誌NeuroImageに投稿した。さらに、安静時にヒト全脳で瞬時的に生じる信号伝達とその機能的枠割を明らかにするため、大規模データベースCam-CAN (Cambridge Centre for Ageing Neuroscience) dataset inventory (https://camcan-archive.mrc-cbu.cam.ac.uk/dataaccess/)から600名以上のT1強調画像、安静時脳磁図、行動データを入手した。各被験者の脳磁図から、安静時脳活動に繰り返し現れる時空間パターンを推定し、時空間パターン内の信号伝達を推定した。そして信号伝達の機能的役割を明らかにするため、信号伝達と行動データとの関係を調査した。

安静時にヒト全脳で自発的に生じる信号伝達が明らかになれば、全脳に分散された情報がどのように統合され意識が生まれるのか、そのメカニズム解明に繋がると考えられる。そこで本研究では、安静時にヒト全脳で瞬時的に生じる信号伝達を解明する。2022年度には、脳波計と光ポンピング磁力計を用いて安静時の脳波及び脳磁図を同時計測するための実験システムを開発した。開発システムの有効性を検証するため、正中神経刺激中の脳波及び脳磁図を開発システムを用いて同時計測し、計測データから皮質脳活動を推定した。推定された皮質脳活動は一次体性感覚野に大きな振幅を有しており、これまでの知見と一致する妥当な結果が得られた。この結果は、開発システムの有効性を支持している。また、光ポンピング磁力計のセンサ配置を決めるアルゴリズムを開発した。開発アルゴリズムは、関心領域の活動を精確に推定するために最適なセンサ配置を探索する。開発アルゴリズムの有効性を模擬データと実データを用いて検証した。これらの成果を論文にまとめ、学術誌NeuroImageに投稿した。さらに、安静時にヒト全脳で瞬時的に生じる信号伝達とその機能的枠割を明らかにするため、大規模データベースCam-CAN (Cambridge Centre for Ageing Neuroscience) dataset inventory (https://camcan-archive.mrc-cbu.cam.ac.uk/dataaccess/)から600名以上のT1強調画像、安静時脳磁図、行動データを入手した。各被験者の脳磁図から、安静時脳活動に繰り返し現れる時空間パターンを推定し、時空間パターン内の信号伝達を推定した。そして信号伝達の機能的役割を明らかにするため、信号伝達と行動データとの関係を調査した。