脳の神経活動の空間パターンは脳血流のパターンに写し取られる ～安静時脳活動の詳細な時空間構造を神経発火と脳血流の両面から解明～

　九州大学大学院医学研究院・東京大学大学院医学系研究科の大木研一教授、東京大学大学院医学系研究科の松井鉄平助教、九州大学大学院医学研究院の村上知成博士課程3年生らの研究グループは、安静時における脳活動の詳細な時空間構造、更にそれが脳血流に変換される様子を観察することに成功しました。行動していない状態の動物で自発的に起きる安静時脳活動は、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）により脳血流信号でも観察できるため近年活発に研究され、脳疾患診断などへの応用が期待されています。これまで、安静時における神経活動の詳細や、それがどのように脳血流信号に変換されているのかは不明でした。今回の研究では、神経活動を可視化した遺伝子改変マウスで神経活動と脳血流信号を同時計測するシステムを開発し、安静時脳活動の詳細な時空間パターンと、それが脳血流へ反映される過程を解明しました。この知見は、安静時脳活動を利用した脳のネットワーク構造の解明や脳疾患診断の技術開発へ繋がることが期待されます。
　本研究結果は2016年5月16日（月）午後3時（米国東部時間）に「米国科学アカデミー紀要（PNAS）」にオンライン発表されました。

遺伝子改変マウスにおける神経活動と脳血流の同時イメージング。緑色蛍光の強度変化により神経活動を調べ、赤色反射光の強度変化により脳血流を調べた。

a) 脳全体を伝播する神経活動の時空間パターン。
b) 神経活動の空間パターンが時間遅れをもって血流信号の空間パターンに変換される様子。