<日立のサイトより>



連載コラム 研究者たち


 光トポグラフィー技術

 赤外線の吸収率で脳活動を測定



書字による言語野の活性化。赤い部分が活性化している。(東京女子医科大学 岩田誠教授らとの共同研究より)
「光トポグラフィー技術」は、1995年に、日立製作所中央研究所が、脳活動の計測・画像化技術として世界で初めて開発に 成功しました。

懐中電灯を手のひらでおおうと、赤い光が透けて見えます。しかし、脳の内部を透かし見ようとしても、厚い頭がい骨に さえぎられて容易にうかがうことはできません。ところが、ある波長の赤外線に限って頭がい骨を透過することに着目したのが、 今回の研究のきっかけでした。脳の表面(大脳皮質)で反射して戻ってくる赤外線を測定すれば、大脳皮質の様子を知る 手掛かりになるはずです。

大脳皮質は、言語、視覚、感覚、運動など、人間の重要な機能をつかさどっています。たとえば、言葉を話そうとすると、 大脳皮質の「言語野」と呼ばれる場所の血流が活発になります。つまり、新鮮な赤い(酸化型ヘモグロビンが多い)血液が 言語野に供給されます。反対に、黙っている時は言語野の血流が鈍り、黒っぽい(還元型ヘモグロビンが多い)血液が 多くなっています。

光トポグラフィー技術」では、こうした血液の変化に応じて赤外線の吸収率が変わることを利用して、脳活動を知ることが できるのです。

 人間の自然な動きをそのまま観察


脳活動を測定・画像化する技術として、「PET(陽電子放射断層撮影装置)」「fMRI(機能的磁気共鳴断層撮影装置)」 「MEG(脳磁場計測装置)」などが開発されています。いずれも被験者の身体を固定して測定するものです。
これに対して、「光トポグラフィー技術」は、

・使用する赤外線がきわめて微弱なので、人体への影響は無視できる。
・頭部に簡単な器具を装着するだけなので、自然な状態で脳活動を観察できる。
・コンマ秒単位の血流変化もとらえることができる。

などの特色があります。

赤外線による大脳皮質の計測原理。
ヘモグロビンの状態で赤外線の吸収率が変わることを利用して計測する。
 「てんかん」治療に道を開く


光トポグラフィー装置の検出

日立では、この「光トポグラフィー技術」をもとに、東京警察病院脳神経外科と共同で、1997年に世界で初めて無侵襲で 「てんかん」の発生場所を発見する方法を開発しました。

投薬では治療困難な難治性てんかんでは、てんかん発生場所(てんかん焦点)を外科手術で除去する治療方法がとられています。 しかし、てんかん焦点を特定するために、脳に電極を差し込んだり、放射性物質を血液中に入れたりする必要があり、 患者の苦痛などが難点となっていました。

最近の研究では、「光トポグラフィー技術」をもとに脳の左右半球の血流変化を同時に画像化することで、正確にてんかん焦点を 特定できることを、臨床的に確かめました。
今後、「光トポグラフィー技術」は、脳機能の研究や疾病の診断分野で幅広く活用されることでしょう。


 取材を終えて
「変人橋」の噂を聞いて、いっとう最初に想い浮べたのは『マサチューセッツ工科大学』(フレッド・ハプグッド著、新潮文庫)に 登場する「ナード」という人種のことである。非社交的で、パソコンを最愛の友とする「ナード」の類型はハリウッド映画にも 随分登場するから読者もイメージしやすいだろう。字幕では大概「オタク」、上品なケースでは「博士」と訳されている。

文中、討ち入りと表現したが、僕は相当の覚悟を持って「変人橋」を渡ったのだ。わからないことは絶対、わからないと言い続けよう、 全身全霊で事に当たろう……。

そうしたら小泉さんに人間観、世界観が変わるほどの衝撃を受けた。僕は生の言葉で、これほど明確に未来を見わたすビジョンを 聞いたことがない。そして小泉さんは実に尊敬すべき、人間としての品格をたたえた紳士であった。

正直言ってインタビューで これほど惚れ込み、尊敬を感じたのは二十四歳のときに井上陽水の取材をして以来である。そういえば小泉さんは音楽にも 造けいが深く、何とエルガーの『愛の挨拶』のCDを制作されている。理系の人に関する誤解、偏見から我々はもう自由に なるべきだろう。未来は小泉さんのような、ルネサンス型の知性をリクエストしているかも知れない。

(取材・文 えのきど いちろう



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