Research press release

BOLDシグナルを理解する

Nature Methods

Understanding BOLD signals

機能的磁気共鳴画像法(fMRI)で記録されたシグナルに寄与している細胞の種類を特定するのに有用な方法が、今週の『Nature Methods』で発表される。

MRI装置は、血流の変化を測定することによって脳の機能的活性化を検出する。コントラストに基づく血中酸素濃度依存型(BOLD)fMRIは、健常および疾患の状態にある動物モデルおよびヒトの脳機能を非侵襲的に研究するための一般的なツールになっている。しかし、BOLDシグナルの変化がどれだけ局所的な細胞の活性化を反映するのかは明らかにされておらず、fMRI試験の解釈に不確定性が生じている。蛍光センサーを利用する顕微鏡で動物モデルの脳内の個別細胞の活性を追跡することは可能であるが、それをfMRIと直接組み合わせることはこれまでに行われていない。

Fritjof Helmchenたちは、ラットで個別細胞の蛍光に基づく活性シグナルをfMRIと同時に記録した。脳内のニューロンおよびグリア細胞の活性、ならびにそれとBOLDシグナルとの関係を追跡することにより、特定の条件下ではグリア細胞の活性化もこのシグナルに寄与していることが明らかにされた。

この研究は、fMRIのBOLDシグナルの複雑性を強調し、fMRI試験の解釈に役立つ新たな端緒をもたらすものである。

A strategy that helps identify the types of cells contributing to signals recorded in functional magnetic resonance imaging (fMRI) is reported this week in Nature Methods.

MRI machines detect the functional activation of the brain by measuring changes in the blood flow. Blood oxygen level-dependent (BOLD) fMRI based on contrast has become a widespread tool to noninvasively investigate brain function in healthy and disease-affected animal models and humans. However, the extent to which a change in BOLD signal reflects local cellular activation remains unknown, raising uncertainties in the interpretation of fMRI studies. One can follow the activity of individual cells in the brain of animal models by microscopy using fluorescent sensors, but to date this has not been directly combined with fMRI.

Fritjof Helmchen and colleagues recorded fluorescence-based activity signals of individual cells simultaneously with fMRI in rats. By monitoring the activity of neurons and glial cells in the brain and their relationship to the BOLD signals, the authors discover that the activation of glial cells also contributes to this signal under certain circumstances.

This study highlights the complexity of fMRI BOLD signals and provides new leads that can help with the interpretation of fMRI studies.

doi: 10.1038/nmeth.2013

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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