小型近赤外線計測装置の開発による動物脳機能の測定

通过开发小型近红外测量装置来测量动物脑功能

• 批准号: 18653081
• 负责人: 渡辺 茂
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18653081/
• 关键词: 近赤外光; NIRS; 動物脳; 脳画像; 光学測定; 近赤外線; 動物実験

1)小型LEDによる動物用NIRSの試作本年度も引き続き小型LEDを頭蓋に固定して近赤外光を照射し、やはり頭蓋に受光部も固定して、動物側で、光学シグナルを電気信号に変えて計測器に送る実験を行った。その反射光の測定を行った。これまでにハトを実験動物とした場合には瞬目反射による光学的ノイズが大きいことがわかっているので、ラットを実験動物とした。その結果、反射光の測定はできるが、十分な空間分解能は得られず、近赤外光による能活動部位の同定は困難であることがわかった。さらに、どの程度の近赤外光の散乱があるかを調べるために赤外線ビデオカメラを用いて検討を行った。その結果、近赤外光は脳全体に拡散しており、測定した反射光は脳全体の積分値であることがわかった。そこで、近赤外光のパワーを下げることを試みたが、全体への拡散を減ずることはできなかった。さらにLEDと頭蓋の間に微小な光学系を組み込み、光軸を絞ることを模索したが、動物の頭蓋に固定することを考えると実際的でないことがわかった。2)近赤外光による脳全体の画像解析の可能性近赤外光が脳全体に拡散することから、逆に2方向に赤外線ビデオカメラを設置し、脳全体の画像を測定してより近赤外光を吸収する部位とそうでない部位を特定することが可能ではないかという発想を得た。ソフトウエアの面と実際の実験可能性の両面から検討した結果、ソフト的にはなんとか可能であろうという結論を得た。しかし,実際の実験遂行上はどうしても動物の頭部を固定する必要があり、固定による光の遮蔽が生じ、また、本来の目的である自由運動中の動物の脳活動の測定には不適切であることがわかった。以上、研究の過程で多くの知見が得られたが、行動中の動物の脳活動測定法としてのNIRSは現時点では実現できないことがわかった。

1)This year's test of NIRS for small LED's for animals will be launched. Small LED's head will be fixed, and the light receiving part of the head will be fixed. The animal side will be fixed, and the optical sensor will be sent to the sensor. Measurement of reflected light. In this case, the eye reflex is the same as the eye reflex, and the eye reflex is different from the eye reflex. The result of the measurement of reflected light is that the spatial decomposition energy is obtained, and the near infrared light is difficult to determine the same position. In addition, the degree of near-infrared light scattering is adjusted. As a result, the near red light is scattered all over the place, and the reflected light is measured all over the place.そこで、近赤外光のパワーを下げることを试みたが、全体への拡散を减ずることはできなかった。The LED and the head of the small optical system are assembled, the optical axis is twisted, and the head of the animal is fixed. 2)The possibility of analyzing the whole image of the near-infrared light is determined by setting the infrared light in the opposite direction and determining the absorption position of the near-infrared light in the opposite direction. The result of the investigation is that the probability of failure is higher than the probability of failure. The conclusion is that the probability of failure is higher than the probability of failure. The animal's head must be fixed, the light must be shielded, the purpose must be determined, and the animal's movement must be determined. The NIRS method for measuring animal activity in action is now available.