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）在这个财政年度，具有小LED的动物NIR的原型NIR，小型LED继续固定在头骨上，以照射到近红外的灯光附近，并且接收到的光也固定在颅骨上，在动物侧，在动物侧，光信号被更改为电信号。测量反射的光。到目前为止，当将鸽子用作实验动物时，众所周知，由于瞬时反射引起的光学噪声很大，因此将大鼠用作实验动物。结果，发现可以测量反射的光，但不能获得足够的空间分辨率，并且由于接近infrared的光线很难识别NOH活动位点。此外，我们使用红外摄像机检查了一些散布的近红外光散射。结果，近三红体的光散布在整个大脑中，发现测得的反射光是整个大脑的积分值。因此，他试图降低近红外光的功率，但无法减少整体上的扩散。此外，我们在LED和头骨之间有一个小的光学系统，并探索了光轴，但发现它实际上并不是将其固定在动物头骨上的问题。 2）由于近红外的光线，近红外光线散布在整个大脑中，因此对整个大脑进行了图像分析，因此，将红外摄像机安装在两个方向上，测量整个大脑的图像有这样的想法，可以识别吸收红外光而不是吸收红外光的部分。由于软件方面和实际的实验可能性，得出的结论是可能有可能。但是，有必要在实际的实验中固定动物的头部，并因固定而引起的光屏蔽光，并且不适合在自由运动过程中测量动物的大脑活动。如上所述，在研究过程中获得了许多知识，但发现目前无法在ACT期间作为动物的大脑活动测量方法。