Investigation of the neural basis for human olfactory information processing

人类嗅觉信息处理的神经基础研究

• 批准号: 22K15628
• 负责人: 井林 賢志
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Jichi Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15628/
• 关键词: 頭蓋内脳波; ヒト嗅覚情報処理; てんかん; パーキンソン病; 匂い; 嗅覚情報処理; 神経変性疾患と嗅覚認知; 頭蓋内電位計測; 嗅覚情動連関

ヒト大脳における嗅覚情報処理機構は、未解明な点が多い。特に、関連する領域間の情報伝達を解析するためには時間分解能の高い信号を計測する必要がある。その点において、頭蓋内脳波信号（iEEG）は、臨床的な目的で侵襲的に頭蓋内に留置された電極を用いて計測され、シグナルノイズ比の高い、時間解像度の高い良質な信号である。われわれはこれまで、iEEG計測環境下ないしMRI環境下において使用することが可能な匂い刺激呈示装置の作成に成功しており、このカスタムメイドの刺激呈示装置を用いて今年度は3名の頭蓋内電極留置中の患者の嗅覚関連脳活動の計測を行うことができた。対象となった患者は難治性てんかんの焦点検索を目的にロボット支援下定位的深部電極留置術を行った2名と、パーキンソン病に対する治療的な脳深部刺激電極を留置した1名であった。それぞれ、上記匂い刺激装置を用いて、匂い名辞課題中の頭蓋内脳波信号を計測することに成功した。得られた信号に対して、時間周波数解析の手法を用いることで、嗅覚情報処理機構の解明を試みた。留置された電極のうち、特に嗅覚情報処理に関連する嗅内野を中心に神経活動を検知することに成功し、結果の一部を査読付きの国際研究会にて発表することができた。今後の研究発展のための意見交換、とりわけ、今回目的とする神経活動を賦活するための課題の発展や、頭蓋内信号解析の手法改善について今後の研究進展のためのアイディアを得ることができた。

人类大脑中嗅觉信息处理机制的许多方面仍然未知。特别是，为了分析相关区域之间的信息传递，需要测量具有高时间分辨率的信号。在这方面，颅内脑电图信号（iEEG）是为了临床目的使用侵入性放置在颅骨中的电极来测量的，并且是具有高信噪比和高时间分辨率的高质量信号。到目前为止，我们已经成功地创建了一种可用于 iEEG 测量环境或 MRI 环境的气味刺激呈现装置，我们能够在电极到位的情况下测量患者与嗅觉相关的大脑活动。目标患者是两名接受机器人辅助立体定向深部电极放置以对顽固性癫痫进行病灶搜索的患者，以及一名接受治疗性脑深部刺激电极放置以治疗帕金森病的患者。我们使用上述气味刺激装置成功测量了气味名词任务期间的颅内脑电图信号。我们试图通过对获得的信号使用时频分析技术来阐明嗅觉信息处理机制。在植入的电极中，我们成功地检测到了神经活动，特别是与嗅觉信息处理相关的内嗅皮层的神经活动，并且我们能够在同行评审的国际研究会议上展示一些结果。我们就未来的研究发展交换了意见，特别是对于本研究目标的激活神经活动学科的发展以及颅内信号分析方法的改进，我们获得了对未来研究进展的想法.