小動物の機能的神経結合の推定を目指した in vivo 局所電磁気刺激と脳波多点計測

カテゴリ: 部門大会

論文No: PS4-1-2

グループ名: 【C】2023年電気学会電子・情報・システム部門大会

発行日: 2023/08/23

タイトル(英語): Local Electromagnetic Stimulation and Electroencephalographic Multisite Recordings to Estimate Functional Neural Connections in Small Animals in vivo

著者名: 川勝 孝基（北海道大学）,舘野 高（北海道大学）

著者名(英語): Koki Kawakatsu (Hokkaido University),Takashi Tateno (Hokkaido University)

キーワード: 電磁気刺激|脳波|フレキシブル基板|有限要素法|事象関連電位低侵襲性|electromagnetic stimulation|electroencephalogram|flexible printed circuit substrate|finite element method|event-related potentialsminimal invasiveness

要約(日本語): 経頭蓋電磁気刺激法は脳・精神疾患の治療に有用とされている．しかし，刺激が細胞レベルで脳組織にどのような影響を与えるのかは，脳の部位に依存しており，詳細な機序は未解明な点が多い．電磁気刺激は，（i）標的とする脳領域への直接的な影響と（ii）他の脳領域からの間接的な活動伝搬の両方を誘発する．両者は，共に刺激部位と記録部位間の機能的な繋がりを示唆する．脳内電場分布の正確な推定は，神経反応が直接的か，もしくは，間接的かを判断する一助となる．本研究では，マウス脳の数理モデルを用いて，電磁気刺激による脳内電場分布を推定した．次に，試作した多電極用フレキシブル基板で脳波の応答を電気生理学的に計測した．その結果，直接的な神経活動誘発が可能（電場強度閾値が10 V/m以上）と推定された脳領域の外側でも有意な応答が確認できた．最後に，数値計算と生理学的実験の結果に基づいて，神経の機能的結合について議論する．