(57)【要約】【課題】被験者に大きな負担を与えることなく、簡易且つ安価な構成によって、ストレスに伴う生理機能の変化のみを効果的に抑制しながら被験者にタスクを与え、タスクと関連する脳機能の計測データを精度良く得ることにより、タスクと関連した脳機能賦活部位を特定できるようにする。【解決手段】本発明の脳機能賦活部位の特定方法は、生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法において、被験者に生理活性物質を投与するとともに感覚刺激又は脳機能賦活課題を与え、脳内血流の変化を指標とする前記感覚刺激又は脳機能賦活課題の遂行と関連した脳機能賦活部位を特定する。生理活性物質としてセドロールを用いることが好ましく、セドロールは０．０１〜５０μｇ／Ｌの濃度で吸引させることが好ましい。またセドロールは、非磁性材料を用いて形成した揮散装置１５から揮散させることが好ましい。【選択図】図１
2007289469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法において、被験者に生理活性物質を投与するとともに感覚刺激又は脳機能賦活課題を与え、脳内血流の変化を指標とする前記感覚刺激又は脳機能賦活課題の遂行と関連した脳神経細胞の活動状態を評価する脳神経細胞の活動状態の評価方法。
【請求項２】
前記生理活性物質がセドロールである請求項１記載の脳神経細胞の活動状態の評価方法。
【請求項３】
前記生理活性物質を被験者に投与する方法として吸入を使用する請求項１記載の脳神経細胞の活動状態の評価方法。
【請求項４】
前記生体機能計測法が機能的磁気共鳴映像法である請求項１記載の脳神経細胞の活動状態の評価方法。
【請求項５】
生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法において、被験者に生理活性物質を投与するとともに感覚刺激又は脳機能賦活課題を与え、脳内血流の変化を指標とする前記感覚刺激又は脳機能賦活課題の遂行と関連した脳機能賦活部位を特定する脳機能賦活部位の特定方法。
【請求項６】
前記生理活性物質がセドロールである請求項５記載の脳機能賦活部位の特定方法。
【請求項７】
前記生理活性物質を被験者に投与する方法として吸入を使用する請求項５記載の脳機能賦活部位の特定方法。
【請求項８】
前記生体機能計測法が機能的磁気共鳴映像法である請求項５記載の脳機能賦活部位の特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感覚刺激又は脳機能賦活課題の遂行と関連した脳神経細胞の活動状態の評価方法及び脳機能賦活部位の特定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴映像法や近赤外線分光法などの生体機能計測法は、非侵襲的な脳機能検査法として近年広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、磁気共鳴映像（MRI; Magnetic Resonance Imaging）装置を用いた脳機能の検査方法である機能的磁気共鳴映像法（fMRI：functional Magnetic Resonance Imaging）は、磁気共鳴映像装置の中で、被験者に対し脳機能賦活を生じしめる所定の感覚刺激や脳機能賦活課題(以下、タスクと総称することがある)を与え、タスク実行中の被験者の脳を高速撮像して計測することにより、そのタスクと関連した脳の部位を推定するものである。また機能的磁気共鳴映像法では、脳の活動状態を撮像するため、脳神経細胞の活動と関連した生理現象として、好ましくは血液の酸素飽和度と緩和時間との関係を利用したBOLD（Blood Oxygenation Level Dependent）法を用いている。
【０００３】
BOLD法では、以下の方法によって脳の活動部位を推定することが可能になる。すなわち、脳の活動に伴い、脳の賦活領域（機能が活発になった領域）において血流が２０〜４０％増加する。賦活領域の毛細血管内において酸素と結合したヘモグロビン（酸化ヘモグロビン）は還元されて還元ヘモグロビンとなるが、賦活領域における酸素消費量は５％程度しか増えないことから、静脈血中の酸化ヘモグロビンの量が相対的に増加することになる。また、酸化ヘモグロビンは還元ヘモグロビンに比べ磁化されにくいため、脳の賦活領域では磁化率が減少し、磁気共鳴信号の強度が変化する。したがって、タスクの実行時とタスクの与えられていない安静時（レスト時）の画像を比較、或いは内容の異なるタスクの実行時の画像を比較し、磁気共鳴信号の変化を統計的に分析することにより、脳機能賦活部位を特定することが可能になる。脳機能賦活部位を特定するために使用する統計的手法としては、例えば一般線形モデルが使用されている（例えば、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５９２６３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４６１４９号公報
【非特許文献１】Friston KJ, et al, Human Brain Mapping 1995;2;189-210.
【非特許文献２】Backs RW, Seljos KA, International Journal of Psychophysiology 1994;16:57-68.
【非特許文献３】Ohsuga M, et al, International Journal of Psychophysiology 2001;40:211-220.
【非特許文献４】Banzett RB, et al, Journal of Applied Physiology 2000;88:1597-1600.
【非特許文献５】McKay LC, et al, Journal of Applied Physiology 2003;95:1170-1178.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁気共鳴映像法や近赤外線分光法等の生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法では、脳神経細胞の活動と関連した代謝、循環等の生理現象を利用するものであるため、これらの計測データには、脳神経細胞の神経活動に伴う信号変化の他、血液の全身循環、呼吸、自律神経活動、血管運動などのさまざまな生理学的現象に由来する信号変化の影響が混在することになる。例えば、被験者に何等かのストレスを生じさせている場合には、このようなストレスは循環、呼吸の変化等の生理機能の変化として現れるため、これらのストレスによる生理機能の変動を除去した状態で被験者の脳機能を検査することが望まれる。
【０００５】
また、生体機能計測法による脳機能検査法では、磁気共鳴映像法、近赤外線分光法等による生理現象の計測下で、被験者に対して様々なタスク（注意、記憶などの心理的作業負担を必要とするタスクや情動の変化を誘発するタスクの実行を被験者に課することにより心理的ストレスを付与するものを含む）が与えられることになるため、被験者の全身の生理機能に影響を及ぼす場合がある（例えば、非特許文献２、３参照）。
【０００６】
これらのストレスに伴う生理機能の変化と、脳神経細胞の活動と関連した生理現象の変化との間に強い相関が存在する場合には、脳神経細胞の活動と関連した生理現象の変化のみを統計処理により分別して抽出することは困難であり、精度の良い脳機能情報を抽出することが難しい。ストレスに伴う生理機能の変化と、脳神経細胞の活動と関連した生理現象の変化との間の相関が弱い場合でも、ストレスにより誘発される生理機能のゆらぎに由来する信号変化成分の増大は脳機能情報抽出の精度、効率の低下をもたらす。したがって、BOLD法等による生体機能情報の計測データを脳機能検査に適用する場合には、何らかの方法でストレスに伴う生理機能の変化を抑制することにより、ストレスに伴う生理機能の変化と脳神経細胞の活動による生理現象の変化との間の相関を減少させるとともに生理機能のゆらぎに由来する信号変化成分を減少させる必要がある。
【０００７】
このようなストレスに伴う生理機能の変化のうち、最も脳機能の計測データに対する影響が強いと考えられる動脈血中二酸化炭素分圧の変動に対しては、呼気終末二酸化炭素濃度をクランプする特殊な呼吸回路を使用することにより、その影響を減少させることができるが（例えば、非特許文献４、５参照）、このような呼吸回路の使用は被験者に与える負担が大きいため、脳機能検査に適用するタスクの内容及びその実施に制約があり、磁気共鳴映像法や近赤外線分光法などによる脳機能計測法への応用は困難である。
【０００８】
本発明は、被験者に大きな負担を与えることなく、簡易且つ安価な構成によって、ストレスに伴う生理機能の変化のみを効果的に抑制しながら被験者にタスクを与え、タスクと関連する脳機能の計測データを精度良く得ることにより、脳神経細胞の活動状態を評価し、あるいはタスクと関連した脳機能賦活部位を特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、タスクの実行に伴う被験者の心理的ストレスが生理機能に及ぼす影響を減少させ、脳機能検査時の生理機能の変動を減少させる生理活性物質の使用により、達成される。本発明者等は、そのような特性を有する生理活性物質として、例えばセドロール等が脳の活動自体を鎮静化することなくストレス等に伴う生理機能の変化を抑制することを見出した。さらに、本発明者等は、このようなセドロール等の生理活性物質の特性に着目して、被験者にセドロール等を吸入させながら生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法を行った結果、脳神経細胞の活動による生理現象の変化に関する精度の良い計測データが得られることを見出し、本発明を想到するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法において、被験者に生理活性物質を投与するとともにタスクを与え、脳内血流の変化を指標とする前記タスクの遂行と関連した脳神経細胞の活動状態を評価する脳神経細胞の活動状態の評価方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法において、被験者に生理活性物質を投与するとともにタスクを与え、脳内血流の変化を指標とする前記タスクの遂行と関連した脳機能賦活部位の特定する脳機能賦活部位の特定方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の脳神経細胞の活動状態の評価方法又は脳機能賦活部位の特定方法によれば、被験者に大きな負担を与えることなく、簡易且つ安価な構成によって、ストレスに伴う生理機能の変化を効果的に抑制しながら被験者の脳機能活動の計測データを精度良く得ることができ、脳機能の研究等に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に用いられる生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法としては、ポジトロン断層法（ＰＥＴ; Positron Emission Tomography）、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、近赤外線分光法（ＮＩＲＳ; Near Infrared Spectroscopy）を挙げることができるが、測定精度の点から特に機能的磁気共鳴画像法（ｆMRI）が好ましい。
【００１４】
本発明に使用される生理活性物質は、脳機能賦活を生じしめるタスクにより誘発される心理的ストレスが生理機能に及ぼす影響を、脳機能検査の標的となる脳機能活動自体を変化させることなく、自律神経活動を調整することにより減少させ、脳機能検査時の生理機能の変動を減少させる生理活性物質である。
【００１５】
このような生理活性物質としては、例えばセドロール、セドレノール、グロブロール等を用いることができるが、本発明の効果に優れ、入手も容易であるという点で、セドロールを用いることが好ましい。
【００１６】
生理活性物質の投与方法は、吸気、口腔粘膜、鼻粘膜、経口、経皮的浸透、気道等から人体に投与することができる。簡便性の点から自然吸気による吸入が好ましい。
【００１７】
本発明で与えるタスク（感覚刺激又は脳機能賦活課題）としては、表示装置に映された映像に基づいた課題、視覚刺激、音による刺激ないし課題等を挙げられる。
【００１８】
以下、本発明の好ましい一実施形態である機能的磁気共鳴画像法（ｆMRI）による脳機能検査方法であって、視覚的注意と短期的記憶に関連した脳機能賦活部位を特定する方法について説明する。
【００１９】
本実施形態では、機能的磁気共鳴映像法による脳機能検査は、例えば図１に示す公知の機能的磁気共鳴映像装置１０を用いて実施される。図１に示す機能的磁気共鳴映像装置１０は、静磁場コイル１１と、傾斜磁場コイル１２と、高周波コイル（ＲＦ（radio frequency）コイル）１３と、コンピュータシステム１４とを備えている。静磁場コイル１１は、核磁気共鳴を起こすための静磁場磁石であり、超電導磁石等を使用することができる。より具体的には、例えば３テスラの静磁場強度を備える製品名「Magnetom Allegra」（独シーメンス社製）を使用することができる。
【００２０】
傾斜磁場コイル１２は、プロトンに位置情報をエンコードするためのもので、Ｘ方向傾斜磁場コイルとＹ方向傾斜磁場コイルとＺ方向傾斜磁場コイルとを有している。傾斜磁場コイル１２は、これを流れる電流が数百アンペア単位であるため、機械的な部品に大きな力が働き、傾斜磁場のスイッチングの間それらが振動して、磁気共鳴映像検査に特有の音響雑音を生じるので、被験者にストレスを与える一因ともなる。
【００２１】
ＲＦコイル１３は、吸収させる電磁波の照射と放出信号の検出に用いられ、ラジオ波発生装置から発生するＲＦパルス（radio frequency pulse）を被験者に照射して、放出された信号を検出する。
【００２２】
コンピュータシステム１４は、システムコントローラ１４ａ、ディスプレイコンソール１４ｂ、コントロールコンソール１４ｃ、ＣＰＵ磁気ディスク１４ｄ等からなり、例えば受信部を介して検出されたＲＦコイル１３からの信号を、当該コンピュータシステム１４においてデジタル処理を行った後に、脳機能の計測データとして例えばディスプレイコンソール１４ｂのディスプレイに画像として表示する。
【００２３】
なお、本実施形態では、機能的磁気共鳴画像装置１０は、上述の構成の他に、ベッド、シールド、操作卓、制御機器類、冷却装置、電磁波シールド等を適宜備えている。
【００２４】
そして、本実施形態の機能的磁気共鳴画像装置１０は、上述の公知の構成に加えて、脳機能の検査中の被験者にセドロールを所定の濃度で吸引させるための揮散装置１５が設けられている。揮散装置１５は、磁場領域となった実験室内に設置して、或いは静磁場コイル１１や傾斜磁場コイル１２、ＲＦコイル１３等と近接した部位に設置して用いられることから、非磁性材料を用いて形成されていることが好ましい。揮散装置１５は、例えば図２に示すように、定量エアポンプ２１から出た流量０．２〜８L／分、好ましくは１〜３Ｌ／分の空気を、活性炭カートリッチ２２及びメンブランフィルター２３を通して清浄化し、次いでセドロールカートリッチ２４に送り込むことにより、好ましくはセドロールを揮散させる。揮散したセドロールを被験者はセドロールカートリッチと連結したマスク２５を通じて吸入するが、吸入はストレスを低減させる点から不織布マスクを通じて自然吸気により行うことが好ましい。また、セドロールカートリッチ２４に充填するセドロールは、結晶や結晶を担持させた繊維を使用してもよいが、揮散持続性の点からセドロール結晶を、天然高分子（セルロース、再生セルロース）、合成高分子（ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂）又は無機高分子（活性炭、アルミナ、煉瓦）からなる多孔質体に担持させたものを使用することが好ましい。本揮散装置の構成によれば、三方活栓２６の操作により清浄化した空気のみを被験者に吸入させることも可能である。
【００２５】
また、セドロールの純度は、ストレスに伴う生理機能の変化を抑制する効果を高める点から８０％以上が好ましく、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上、特に好ましくは９９％以上である。
【００２６】
ここで、脳機能の検査中、被験者に吸引させるセドロールの濃度は、０．０１〜５０μｇ／Ｌとすることが好ましく、０．０５〜１０μｇ／Ｌとすることが更に好ましい。吸引させるセドロールの濃度が０．０１μｇ／Ｌよりも小さいと、ストレスに伴う生理機能の変化の抑制が十分ではなく、５０μｇ／Ｌよりも大きいと、揮散させるセドロールの濃度を均一にするのが困難となる。また、セドロールの揮散量は、約２０％の誤差の範囲内にあることが好ましく、この点からも加熱により揮散させるよりも通気性容器において容器の通風経路に充填しファン等により通風することによって揮散させることが好ましい。
【００２７】
本発明で与えるタスク（感覚刺激又は脳機能賦活課題）としては、磁気共鳴映像装置に配設したシールド室内に視覚刺激の表示装置を配置し、被験者がその表示装置に映された映像に基づいた課題や、発光ダイオード等の光を直接眼に当てて視覚刺激を与えること、オーディオセットを介して呈示された音、音声、言語による刺激ないし課題や、電気刺激、触覚、痛覚、温度感覚による刺激等を挙げられる。表示装置に映される課題、或いはオーディオセットを介して呈示される課題としては、計算や数値、形状、色の認知、記号、文字、言語などの注意、記憶などの心理的作業を挙げられる。
【００２８】
そして、本実施形態によれば、被験者に大きな負担を与えることなく、簡易且つ安価な構成によって、ストレスによる生理機能の変化を効果的に抑制しながら被験者にタスクを与え、タスクと関連する脳機能活動の計測データを精度良く得ることが可能になる。すなわち、本実施形態によれば、セドロールを、被験者に吸入させるといった簡単な方法によって、磁気共鳴映像装置１０を用いて被験者の脳を高速撮像する際の音響雑音によるストレスや、タスクを与えることによる心理的ストレスが生理機能に及ぼす影響が抑制された状態を容易に得ることができる。これによって、ストレスによる生理機能への影響が除かれた、タスクと関連する脳機能活動の、ばらつきの少ない精度の良い計測データを容易に得ることが可能になり、これによってタスクの遂行と関連した脳機能賦活部位を精度良く特定することが可能になる。
【００２９】
本実施形態によれば、投与の開始・停止、投与量を随時変更することで、セドロールの作用を自在に調節することができる。本発明の効果は脳機能計測と同時に収集された生理機能の計測値、脳機能計測データから生成した全脳を代表する信号値などにより直ちに確認できる。これによりタスクの内容や個々の被験者の状態に応じて、セドロールの作用の適切な調節ができる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明の脳機能検査方法は、上述の磁気共鳴映像装置１０を用いた機能的磁気共鳴映像法による検査方法に限定されることなく、近赤外線分光法、ポジトロン断層法等のその他の生体機能計測法による非侵襲的な脳機能検査法において本発明を適用し、被験者にセドロール等の生理活性物質を吸入させてストレスによる生理機能への影響を抑制して、タスク実行中の脳機能活動を精度良く検査することもできる。
【００３１】
また、本発明によれば、上記実施形態の脳機能賦活部位の特定方法と同様に、被験者に生理活性物質として好ましくはセドロールを投与するとともに、感覚刺激又は脳機能賦活課題を与えることにより、ストレスによる生理機能への影響が除かれた、脳内血流の変化を指標としたタスクと関連する脳機能活動の、ばらつきの少ない精度の良い計測データを容易に得ることが可能になり、これによって、感覚刺激又は脳機能賦活課題の遂行と関連した脳神経細胞の活動状態を、適性に評価することが可能になる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例及び比較例により、本発明の脳機能検査法をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３３】
〔実施例１、比較例１〕
上記実施形態の磁気共鳴映像装置１０と同様の構成を備える、製品名「Magnetom Allegra」（独シーメンス社製）を磁気共鳴映像装置として使用し、機能的磁気共鳴映像法によって、被験者Ａに対して脳機能の検査を行った。被験者Ａに図２に示した装置（純度９９％のセドロールをセルロース多孔質体に担持させたものを使用）を用いて６．２μｇ／Ｌの濃度のセドロールを吸入させつつ行った実施例１の脳機能の計測データ、及び被験者Ａに図２に示した装置を用いて清浄化した空気のみを吸入させつつ行った比較例１の脳機能の計測データを収集した。なお、磁気共鳴画像の撮像にはグラディエントエコー型エコープラナー法（繰り返し時間１２００ミリ秒、エコー時間２０ミリ秒、フリップ角９０度）を使用した。
【００３４】
被験者Ａに与えるタスクとして、視覚的注意と短期的記憶を要求する難易度の異なる２種類の課題を使用し、課題の難易度と関連する脳機能賦活部位の情報抽出を行った。難易度の高い課題を課題１、難易度の低い課題を課題２とした。課題１，２の遂行時間はいずれも９０秒間である。１回の試行につき、課題１と課題２を各１回ずつ実施した。試行内の各課題１，２の提示順はランダム化した。１回目の課題開始前、課題と課題の間、２回目の課題終了後には各々約３０秒間の安静（固視のみ）期間を設けた。本実施例では脳機能情報抽出方法として一般線形モデルを使用した。
【００３５】
本発明を適用した実施例１の条件における脳機能計測データからの脳機能情報抽出結果を最大値投影法で表示したものを図３（ａ）に示す。また本発明を適用しない比較例１の条件における脳機能計測データからの脳機能情報抽出結果を最大値投影法で表示したものを図３（ｂ）に示す。本発明を適用しない比較例１の条件（図３（ｂ））では、前頭葉、大脳基底核、視床などが左右対称性をもって広範囲に「機能賦活部位」として描出されており、機能賦活部位の局在が不明瞭である。これに対し、本発明を適用した実施例１の条件（図３（ａ））では、これらの「機能賦活部位」の多くは消失し、後頭葉〜頭頂葉・側頭葉の視覚関連領野、前頭葉内側面、中・下前頭回などの機能賦活部位のみが明瞭に描出されていることが判明する。
【００３６】
本発明を適用した実施例１の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値、使用された脳機能賦活パラダイムとモデルタイムコース、及び同時に測定された呼吸運動と呼気終末二酸化炭素濃度を図４（ａ）に示す。なお中段の脳機能賦活パラダイム・モデルタイムコースでは、課題１の遂行期間、モデルタイムコースを実線で、課題２の遂行期間、モデルタイムコースを破線で示す。本発明を適用しない比較例１の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号強度、使用された脳機能賦活パラダイムとモデルタイムコース、及び同時に測定された呼吸運動と呼気終末二酸化炭素濃度を図４（ｂ）に示す。なお中段の脳機能賦活パラダイム・モデルタイムコースでは、課題１の遂行期間、モデルタイムコースを実線で、課題２の遂行期間、モデルタイムコースを破線で示す。
【００３７】
本発明を適用しない比較例１の条件（図４（ｂ））では、課題の遂行に伴って呼吸、呼気終末二酸化炭素濃度の変動が認められ、モデルタイムコースと呼気終末二酸化炭素濃度、全脳平均信号値の間には強い正の相関が認められる。さらに呼気終末二酸化炭素濃度、全脳平均信号値の変動の程度と課題の難易度には対応関係が認められ、難易度の高い課題１の場合には呼気終末二酸化炭素濃度、全脳平均信号値の変動の幅が大きく、難易度の低い課題２の場合には呼気終末二酸化炭素濃度、全脳平均信号値の変動の幅が小さくなっている。これに対し、本発明を適用した実施例１の条件（図４（ａ））では、課題の遂行に伴う呼吸、呼気終末二酸化炭素濃度、全脳平均信号値の変動及びモデルタイムコース、呼気終末二酸化炭素濃度、全脳平均信号値の間の相関は大幅に減少していることが判明する。
【００３８】
〔実施例２、比較例２〕
実施例１、比較例１の場合と同様の磁気共鳴映像装置を使用し、機能的磁気共鳴映像法によって、被験者Ｂに対して脳機能の検査を行った。被験者Ｂに図２に示した装置（純度９９％のセドロールをセルロース多孔質体に担持させたものを使用）を用いて６．２μｇ／Ｌの濃度のセドロールを吸引させつつ行った実施例２の脳機能の計測データ、及び被験者Ｂに図２に示した装置を用いて清浄化した空気のみを吸入させつつ行った比較例２の脳機能の計測データを収集した。また、実施例１、比較例１の場合と同様に、磁気共鳴画像の撮像にはグラディエントエコー型エコープラナー法（繰り返し時間１２００ミリ秒、エコー時間２０ミリ秒、フリップ角９０度）を使用し、被験者Ｂに与えるタスクとして、被験者Ａの場合と同様の視覚的注意と短期的記憶を要求する難易度の異なる２種類の課題１，２を使用した。
【００３９】
本発明を適用した実施例２の条件における脳機能計測データからの脳機能情報抽出結果を最大値投影法で表示したものを図５（ａ）に示す。また本発明を適用しない比較例２の条件における脳機能計測データからの脳機能情報抽出結果を最大値投影法で表示したものを図５（ｂ）に示す。本発明を適用しない比較例２の条件（図５（ｂ））では、機能賦活部位の描出が不良であり、例えば後頭葉〜側頭葉の視覚関連領野についてはほとんど描出が見られない。これに対し、本発明を適用した実施例２の条件（図５（ａ））では、機能賦活部位の描出が改善し、後頭葉〜側頭葉の視覚関連領野を含めた機能賦活部位が明瞭に描出されていることが判明する。
【００４０】
本発明を適用した実施例２の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値、使用された脳機能賦活パラダイムとモデルタイムコース、及び同時に測定された呼吸運動と呼気終末二酸化炭素濃度を図６（ａ）に示す。なお中段の脳機能賦活パラダイム・モデルタイムコースでは、課題１の遂行期間、モデルタイムコースを実線で、課題２の遂行期間、モデルタイムコースを破線で示す。本発明を適用しない比較例２の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号強度、使用された脳機能賦活パラダイムとモデルタイムコース、及び同時に測定された呼吸運動と呼気終末二酸化炭素濃度を図６（ｂ）に示す。なお中段の脳機能賦活パラダイム・モデルタイムコースでは、課題１の遂行期間、モデルタイムコースを実線で、課題２の遂行期間、モデルタイムコースを破線で示す。また、本発明を適用した実施例２の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値の周波数とパワースペクトル密度との関係を図７（ａ）に、本発明を適用しない比較例２の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値の周波数とパワースペクトル密度との関係を図７（ｂ）に示す。
【００４１】
本発明を適用しない比較例２の条件では、呼吸、呼気終末二酸化炭素濃度の不安定性が認められると共に（図６（ｂ））、全脳平均信号に約０．０３Hzの強いゆらぎ成分が認められる（図７（ｂ））。これに対し、本発明を適用した実施例２の条件では、呼吸、呼気終末二酸化炭素濃度の不安定性（図６（ａ））、及び全脳平均信号に含まれる約０．０３Hzのゆらぎ成分（図７（ａ））のいずれもが減少していることが判明する。
【００４２】
〔グループデータの解析結果〕
これらの実施例１，２、比較例１，２と同様の脳機能検査を１８人の正常被験者に対し、本発明を適用した条件と、本発明を適用しない条件で実施して得られた計測結果を変量効果モデルを用いて解析し、これらの正常被験者に共通する脳機能賦活領域を抽出した。実施例から抽出された脳機能賦活領域を図８（ａ）に、比較例から抽出された脳機能賦活領域を図８（ｂ）に示す。図８（ａ）においては脳機能賦活部位を抽出する閾値はt > 4.4とし、図８（ｂ）においては脳機能賦活部位を抽出する閾値はt > 4.0とした。図８（ａ）、図８（ｂ）に示される脳機能賦活部位の空間的分布は概ね同等である。この結果により、本発明を適用して得られた脳機能計測結果は、適用しないで得られた脳機能計測結果と比較して脳機能賦活領域の空間的分布の変化、すなわち脳機能活動の質的な変化はないが、機能情報の統計的有意性が向上、すなわち機能情報抽出の精度が向上していることが判明する。
【００４３】
本発明を適用した条件と、本発明を適用しない条件で得られた脳機能計測結果を統合して抽出された脳機能賦活部位における機能計測値の分散は、本発明を適用することにより適用しない場合と比較して、課題１においては２０％（非適用時 0.2351; 適用時 0.1889; P < 0.001, F-検定）、課題２においては２２％減少した（非適用時 0.0649; 適用時 0.0507; P < 0.001, F-検定）。全脳における機能計測値の分散は、本発明を適用することにより適用しない場合と比較して、課題１においては２３％（非適用時 0.3563; 適用時 0.2758; P < 0.001, F-検定）、課題２においては１６％減少した（非適用時 0.0850; 適用時 0.0718; P < 0.001, F-検定）。
【００４４】
これらの実施例１，２、比較例１，２の脳機能の計測結果、１８人の正常被験者のグループデータの解析結果から、本発明を適用することにより、ストレスによる全身の生理機能の変動を減少させ、脳機能の計測データに混在する生理学的変動成分を減少させることが可能になること、及び脳機能計測データから抽出される脳機能の情報の精度や情報の抽出効率を向上させ、また被験者毎に生じる脳機能情報の抽出結果のばらつきを効果的に減少できること、本発明の効果はタスクと関連する脳領域に限らず、脳全体に及ぶことが判明する。本実施例では脳機能情報抽出の標的として視覚的注意と短期的記憶に関連した脳機能賦活部位を特定する方法を例として説明したが、本発明の効果はこれに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る脳機能検査方法を実施する際に用いる、機能的磁気共鳴映像装置の構成を示す説明図である。
【図２】脳機能検査方法を実施する際に用いる、セドロールの揮散装置の構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は、実施例１の条件における脳機能計測データからの脳機能情報抽出結果を最大値投影法で表示した図、（ｂ）は、比較例１の条件における脳機能計測データからの脳機能情報抽出結果を最大値投影法で表示した図である。
【図４】（ａ）は、実施例１の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値、使用された脳機能賦活パラダイムとモデルタイムコース、及び同時に測定された呼吸運動と呼気終末二酸化炭素濃度を表示したグラフ、（ｂ）は、比較例１の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値、使用された脳機能賦活パラダイムとモデルタイムコース、及び同時に測定された呼吸運動と呼気終末二酸化炭素濃度を表示したグラフである。
【図５】（ａ）は、実施例２の条件における脳機能計測データからの脳機能情報抽出結果を最大値投影法で表示した図、（ｂ）は、比較例２の条件における脳機能計測データからの脳機能情報抽出結果を最大値投影法で表示した図である。
【図６】（ａ）は、実施例２の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値、使用された脳機能賦活パラダイムとモデルタイムコース、及び同時に測定された呼吸運動と呼気終末二酸化炭素濃度を表示したグラフ、（ｂ）は、比較例２の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値、使用された脳機能賦活パラダイムとモデルタイムコース、及び同時に測定された呼吸運動と呼気終末二酸化炭素濃度を表示したグラフである。
【図７】（ａ）は、図６（ａ）に示す実施例２の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値のパワースペクトル密度を表示したグラフ、（ｂ）は、図６（ｂ）に示す比較例２の条件で収集された脳機能計測データから生成された全脳平均信号値のパワースペクトル密度を表示したグラフである。
【図８】（ａ）は、１８人の正常被験者の実施例から抽出された脳機能賦活領域を最大値投影法で表示した図、（ｂ）は、１８人の正常被験者の比較例から抽出された脳機能賦活領域を最大値投影法で表示した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  機能的磁気共鳴映像装置
１１  静磁場コイル
１２  傾斜磁場コイル
１３  高周波コイル（ＲＦコイル）
１４  コンピュータシステム
１５  揮散装置
２１  定量エアポンプ
２２  活性炭カートリッチ
２３  メンブランフィルター
２４  セドロールカートリッチ
２５  不織布マスク
２６  三方活栓
【図１】
2007289469.tif 000003
【図２】
2007289469.tif 000004
【図３】
2007289469.tif 000005
【図４】
2007289469.tif 000006
【図５】
2007289469.tif 000007
【図６】
2007289469.tif 000008
【図７】
2007289469.tif 000009
【図８】
2007289469.tif 000010