DfMRIに基づく匂い応答の脳活性化パターン解析：嗅覚障害の改善に向けて

基于 DfMRI 的气味反应的大脑激活模式分析：改善嗅觉障碍

基本信息

批准号：
22K19938
负责人：
寺沢宏明
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19938/
关键词：
DfMRI 嗅覚脳・神経拡散機能的MRI 匂い独立成分解析

项目摘要

匂い物質は、固有の脳神経回路を活性化し、行動・情動・生理変化を誘導する。どの匂い物質が、どの脳領域を活性化するかというパターンを明らかにできれば、匂いー脳活性化パターンー行動・情動・生理変化の三者の対応付けが可能となる。対応付けにおいては、どの脳領域が活性化されるのかを、高い空間分解能に基づいて、正確に同定する必要がある。生体において脳の活性化領域を調べる最も有効な手法に、機能的ＭＲＩ（fMRI）がある。一般的なBOLD法では、神経発火にともなって生じる、毛細血管網における血流増大による磁場変化を捉える。しかし、神経発火以外に麻酔や飲酒等による血管の拡張・収縮の要因がある場合、ＭＲ信号が神経発火と相関せず、活性化部位の同定が困難になる。一方、近年、研究分担者らは、活性化にともなう神経細胞の膨潤を、水の拡散のしやすさに基づいて捉える DfMRI（Diffusion fMRI）法を開発した。神経細胞そのものを観測するため、BOLD 法で懸念される神経発火以外の要因にとらわれず、活性化部位を正確に同定できる。また、ＭＲ信号応答が速く、定常状態に戻るのが早い。本課題は、匂いー脳活性化パターンー行動・情動・生理変化の対応付けを念頭におき、匂い刺激によるマウスの脳活性化部位を DfMRI 法にて正確に同定するシステム構築を目的とする。本年度は、DfMRI 法を利用するための研究環境を整備した。確立済みであるコンピュータプログラム制御の匂い曝露装置を用いて高精度で周期的に嗅覚刺激を与え、独立成分解析を組み合わせることにより、嗅覚応答を解析する条件の検討を進めた。

气味物质激活内在的颅神经回路，并诱导行为，情感和生理变化。如果我们能阐明哪种气味物质激活哪些大脑区域的模式，则可以将三个部分关联：气味，大脑激活模式，行为，情感和生理变化。在关联中，有必要根据高空间分辨率准确确定哪些大脑区域被激活。功能性MRI（fMRI）是检查生物体中大脑活动区域的最有效方法。一种典型的粗体方法捕获了由于毛细血管网络中血流增加而导致的磁场变化，该毛细血管网络与神经发射结合在一起。但是，如果还有其他因素导致血管由于麻醉或饮酒而在神经射击以外的其他因素扩张或收缩，则MR信号与神经发射无关，因此难以识别激活部位。同时，近年来，研究人员开发了一种DFMRI（扩散fMRI）方法，该方法捕获了基于水扩散的易于激活的神经细胞的肿胀。为了观察神经元本身，可以准确地识别激活部位而不会受到神经射击以外的其他因素的约束，这是大胆方法的关注点。此外，MR信号响应很快，稳态迅速返回。该主题旨在构建一个系统，该系统可以准确地识别使用DFMRI刺激引起的小鼠的大脑激活位点，并在心中的气味 - 脑激活模式，行为，情感和生理变化之间存在关联。今年，我们建立了使用DFMRI方法的研究环境。使用已建立的计算机程序控制的气味暴露装置，以高精度和定期的方式应用了嗅觉刺激，并结合独立的组件分析，研究了分析嗅觉响应的条件。