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有许多未知方面。特别是，必须测量具有高时间分辨率的信号，以分析相关区域之间的信息传输。在这方面，颅内EEG信号（IEEGS）是具有高信号噪声比和高时间分辨率的高质量信号，该信号使用颅骨中的电极进行测量，以实现临床目的。我们已经成功地创建了一种可用于IEEG测量或MRI环境的气味刺激呈现装置，并使用这种定制刺激表现装置，今年我们能够在三名代替颅内电极的患者中测量与嗅觉相关的脑活动。有问题的两名患者进行了由机器人辅助的立体定向深度电极放置程序，用于专注于顽固性癫痫，一名患者为帕金森氏病放置了深脑刺激电极，这是对帕金森氏病的治疗方法。使用上述气味刺激装置，在气味名称任务中成功测量了颅内脑电图信号。尝试通过使用时频分析技术来阐明所获得的信号来阐明嗅觉信息处理机制。在放置在那里的电极中，我们成功地检测了神经活动，尤其是在嗅觉信息处理相关的内嗅领域，结果的一部分是在一个具有同行评审的国际研究小组中提出的。我们能够获得未来研究交流的想法，尤其是问题的发展，以激活我们目标的神经活动，并改善颅内信号分析方法。