長期的な自発的運動中の覚醒マウスfMRI：ゼロTEイメージングと新しいトレッドミルトレーニングプロトコルを使用
Lauren Daley1, Wen-Ju Pan1, Gopinath Kaundinya2
1Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology and Emory University, Atlanta, Georgia, USA.
Magnetic resonance in medicine
|January 8, 2026
まとめ
研究者たちは、覚醒げっ歯類機能的MRI（fMRI）の新しいプロトコルを開発しました。この方法は、最小限の動きとストレスで自然な運動中の脳活動を研究することを可能にし、げっ歯類fMRI研究の新しいベンチマークを設定します。
科学分野:
- 神経科学
- 生物医学工学
- 動物モデル
背景:
- げっ歯類機能的MRI（fMRI）における麻酔は、運動などの自然な行動の研究を制限します。
- 標準的なエコー平面画像（EPI）は動きに敏感であり、覚醒fMRIにとって課題となります。
- ゼロエコー時間（TE）シーケンスは、動きに敏感なfMRIの潜在的な解決策を提供します。
研究 の 目的:
- 覚醒した自発的に運動するマウスにおける長期的なfMRIの堅牢で再現可能なプロトコルを確立すること。
- 麻酔なしで自然な行動中の脳活動と機能的接続性を調査すること。
- 覚醒げっ歯類fMRIにおけるモーションアーチファクトの問題に対処すること。
主な方法:
- 移植されたヘッドピース、段階的なトレーニング、および制御された運動のためのカスタムトレッドミルを使用しました。
- 動きの感度を最小限に抑えるためにゼロTE fMRIシーケンスを採用しました。
- 被験者のトレーニングと適応を容易にするために強化学習を組み込みました。
- 複数のスキャンセッションにわたって10匹の訓練されたマウスからデータを収集しました。
主要な成果:
- 麻酔下でのEPIと同等の最小限の頭部運動をfMRIスキャン中に達成しました。
- 一貫した安静時機能的接続性が被験者およびセッション全体で観察されました。
- 運動中および安静時のストレス反応が最小限であり、信号品質が同等であることが実証されました。
- 運動中の機能的接続性と時空間ダイナミクスの変化を特定しました。
結論:
- この研究は、覚醒げっ歯類fMRIの新しいベンチマークを確立します。
- 運動のような自然な行動の全脳相関の直接的な調査を可能にします。
- 麻酔または過度の拘束の混同効果なしに脳機能の研究のための貴重なツールを提供します。
