内因性光学シグナル計測法のヒト脳皮質活動モニタリングへの適用

点击翻译按钮获取中文摘要

脳皮質のニューロンが電気的に活動するとき、これに光を照射すると内因性の光学的変化が記録される。したがって、逆に内因性の光学的変化を捉えることによって脳皮質の電気活動をモニターできることになる。本研究は、このような内因性光学シグナル計測法をヒト脳皮質へ適用することを目的として計画された。本年度は、昨年度に引き続き、ヒト脳皮質への応用に向けての予備実験として、ラット体性感覚野を用いて、測定方法の最適化について検討した。麻酔下にラットの頭蓋骨を歯科ドリルで開頭し、体性感覚野を露出した。脳表面に干渉フィルターを通した光を照射し、whisker刺激によって得られる内因性の光学シグナルを、光量差差分増幅装置(IMAGER 2001)で増幅し、機能南barrel構造の画像イメージングを行った。昨年度は、測定条件の検討に重点を置いて解析を行ったが、本年度は、得られた画像イメージの評価法の確立を行った。同一の測定条件下で、whisker刺激に対するニューロン応答パターンを繰り返し測定すると、barrel応答のパターンは固定的なものではなく、trial-to-trial variationsがみられることを見出した。この非再現性現象は、皮質内におけるニューロン活動パターンが完全に固定されたものではなく、ある範囲内での自由度を持っていることを示唆している。この結果から、皮質領域内におけるニューロン活動を解析しようとする場合には、一回の測定では不十分で、数回のくり返し測定を行ってその全体像を検討する必要があることが明らかとなった。現在の測定システムではこれに数時間を要し、この点はヒト脳皮質への適用に際して問題となる点の一つと思われる。昨年度の解析におけるチェンバーとシリコンオイルの使用など、ヒトへの応用に際して解決を要するいくつかの問題点について今後検討を行うとともに、引き続き臨床サイドの受け入れ体制の充実をはかっていく予定である。