中国科学院発表:脳脊髄同時撮影のオープンデータベース「CoSpine」を公開
中国科学院心理研究所の孔亚卓研究員らのチームが、脳と脊髄の同時機能的磁気共鳴画像(fMRI)を可能にするオープンデータベース「CoSpine」を発表した。この成果は、Scientific Dataに掲載され、脳と脊髄の連携メカニズムを統合的に解析するための新たな技術基盤を提供するものである。 従来のfMRI技術では、脳や脊髄のいずれかに限定された観察が一般的であり、両者の同時計測はハードウェアの限界や信号対雑音比の低さにより困難だった。孔研究員らは、多頻带並列撮影と並列再構成アルゴリズムを融合した新規成像プロトコルを開発。これにより、大脳皮質から脳幹、小脳、頸椎部脊髄までを単一視野で1回のスキャンで高解像度(1.5mm)で取得可能となった。この技術により、皮質・脳幹・脊髄の神経活動を連続的に観測し、中枢神経系全体の動的連携を解明する道が開かれた。 さらに、データ処理の標準化を実現するため、生理的ノイズ(呼吸・心拍)のリアルタイム記録と、多層的ノイズ除去法を導入。また、脳幹・脊髄の磁場不均一性に起因する幾何的歪みや信号欠落を抑制するため、局所的均一化と逆位相B₀補正を組み合わせた戦略を採用。処理後の画像では信噪比が顕著に向上した。 CoSpineデータベースは、2つの採集施設で得られた61名の健康被験者のデータを含み、接触性熱痛と主運動タスクの2種類の実験設計を実施。これらにより、成像手法と解析フローの機能的安定性が確認された。データはOpenNeuroに公開され、GitHub(LINIP-share/CoSpine)で解析コードとドキュメントも同時公開されている。 本研究は、国家自然科学基金および科学技術部の支援を受け、脳-脊髄連携の研究を飛躍的に進める基盤を提供した。今後、痛み、運動制御、感情調節といった高次脳機能の理解に大きく貢献すると期待されている。
