fMRI:機能的磁気共鳴画像法

Overview

機能的磁気共鳴画像法(fMRI)は、非侵襲的なニューロイメージングテクニックであり、正常及び病態時の脳機能を研究するための素晴らしいツールです。課題遂行時の神経活動に伴う血流の変化をMR信号として計測することができます。血液中に含まれるヘモグロビンは、酸素と結合しているか否かにより磁性が変化します。その性質を利用しMRIスキャナーのパラメータを利用して、神経活動に伴って増加する酸素結合型のヘモグロビンの流入を検出します。この現象はBOLD(Blood Oxygen Level Dependent)効果と呼ばれ、脳活動マップの作製に重要な役割を果たします。

このビデオでは、最初にMRIとfMRIの信号の取得についての概要を説明し、次に基本的な実験デザインを紹介しています。ここでは、脳機能をテストするための刺激提示パタンについて解説しています。それから、fMRI測定法や被験者の安全性の確保について、またスキャナーのセットアップ法を学ぶことができます。さらに、一般的なデータ処理方法や一般線形モデルに基づく統計解析についても説明しています。最後に、精神疾患の研究やfMRIとその他の優れた画像診断技術を組み合わせた拡散テンソル画像(DTI)解析などのfMRIのアプリケーションを紹介しています。

Procedure

機能的磁気共鳴画像法又はfMRIは、ヒトの脳および認知機能の研究に広く利用されるニューロイメージング法です。fMRIを利用すると正常な脳に加え異常あるいは病変をもつ脳の機能を検査することができます。

強力な磁石を使って脳活動に連動する血流の変化を検出し脳活動マップを作製していきます。このイメージングテクニックは優れた空間分解能および時間分解能をもち、インジェクションの必要性や電離放射線への暴露の心配もない非侵襲的画像診断法です。

このビデオではfMRI信号の取得法、基本的な実験デザイン、fMRIの測定、そしてデータ解析方法について解説していきます。

最初に磁気共鳴画像法のしくみを簡単に説明しておきます。MRI装置又はスキャナーは超高磁場装置であり、1.5〜3テスラ(T)の磁場を発生させ体内組織の磁気特性を利用し画像化していきます。

人体に存在する水分子の一部である水素原子核は、通常ランダムな方向に回転しています。それが磁場の中に入ると同じ方向に揃い始めます。装置内で特定の周波数をもつ電磁波を検査部位に暴露し、原子核が回転する角度が調整され状態が

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FMRIFunctional Magnetic Resonance ImagingNeuroimagingBrain FunctionCognitionBrain ActivityBlood FlowNeuronal ActivationSpatial ResolutionTemporal ResolutionNoninvasive Imaging TechniqueMRI MachinesElectromagnetsTeslaHydrogen NucleiWater MoleculesMagnetic FieldRadio Frequency PulsesHemoglobin

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Overview

1:04

The Functional MRI Signal: The BOLD Response

3:16

Designing and Running an fMRI Experiment

5:47

Functional MRI Processing

7:17

Applications

8:36

Summary

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