Letter 神経：脳の全域と局所で生じるfMRIシグナルは、光遺伝学的に種類や接続が規定されるニューロン群によって生じる 2010年6月10日 Nature 465, 7299 doi: 10.1038/nature09108 血中酸素濃度依存的（BOLD）シグナルを使う機能的核磁気共鳴画像法（fMRI）による脳画像化について科学的研究を行った論文、また臨床的使用についての論文は急増中だが、特定領域のBOLDシグナルが局所的な興奮性ニューロンの活性化によって生じているのかどうかについては、いまだに議論が分かれている。この難しい問題はBOLDシグナルを解釈・使用するうえで重要であり、基礎研究や臨床応用におけるfMRI研究に大きな意味をもつ。今回我々は、入力の光遺伝学手法による制御と高磁場fMRIシグナルの読み出しとを組み合わせた新しい統合的技術を使って、新皮質または視床にある局所的なCaMKIIα発現興奮性ニューロンを特異的に刺激すると、古典的な反応速度論的性質をもつ正のBOLDシグナルが刺激された部位に生じることを明らかにする。また、光遺伝学的fMRI（ofMRI）では、遺伝的性質や細胞体の位置だけでなく、軸索投射の対象によっても細胞の種類を区分して、そのシグナル発生作用を画像化できることがわかった。さらに、生きている哺乳類無傷脳でのofMRIにより、刺激部位から離れた下流の標的部位でBOLDシグナルが観察され、この方法が、局所的な細胞集団の制御が広い範囲に及ぼす影響をマップ化するのにも使えることが示された。この点でofMRI法は、関係性に基づく従来のfMRI研究とも、求心性軸索と周辺軸索を直接刺激してしまう電気刺激によるfMRIとも異なり、はっきり限定された局所的ニューロンの活動パターンによって動かされる大規模回路について、因果関係に関する情報が得られる。総合するとこれらの知見は、広く使われているfMRI BOLDシグナルに対する実証的基盤になり、またofMRIの特性は機能回路の分析だけでなく、機能不全回路の広域的な表現型解析にも適用可能であると考えられる。 Full Text PDF 目次へ戻る
