Perfusion MRI を使用して、カロリー前庭刺激に関連する神経活動の動的変化を測定する

慢性的な痛みを調節する手段として、非侵襲的なカロリー前庭刺激を利用することに最近成功しています。 カロリー刺激には、水または冷却プローブで外耳道を冷却して前庭刺激を誘発することが含まれます。 これは、神経学的検査の一部として頻繁に実行される手法です。

カロリー前庭刺激がどのように痛みを調節するかについての現在の理論は、熱感覚脱抑制によるものです。 25℃以下の温度では、冷温受容器（Aδ線維）とC侵害受容器の両方が活性化されます。 これらの入力は脊髄視床路を通過して視床に到達し、そこで C 線維入力は前帯状皮質 (ACC) に到達し、Aδ 線維入力は背側後部島 (dpIns) の熱感覚野に到達します。 CVS は、頭頂島前庭皮質を活性化することによって中枢性疼痛を軽減することが提案されています。 この領域は背側後部島に解剖学的に隣接しているため、ACC を抑制するために交差活性化する可能性があります。または、これらの両方の皮質領域が脳幹内の経路を共有していることを考えると、これが痛みを抑制するメカニズムである可能性があります。

私たちのチームは、他の機能的磁気共鳴イメージングモダリティの中でも、痛みに関連する脳処理の機能的変化を捉えるために、動脈スピンラベリング (ASL) の実証に成功しました。 これは、皮質の特定の領域への脳血流の増加がこの領域の機能増加のマーカーであり、逆に特定の領域への血流の減少がこの特定の領域のダウンレギュレーションと相関しているという原理を利用しています。 ASL は、カロリーの前庭刺激に関連する機能の変化を捉え、疼痛増強の病因をより適切に描写できるようになることを提案します。

すべての機能研究は、8素子の受信専用ヘッドコイルを備えた3テスラスキャナーで実施されます。 各被験者は、フォームパッドとあごひもで頭を固定して、MRIテーブルに仰臥位で横になります。 すべての研究は、3 次元の甘やかされて育った GRASS (Gradient Recalled Acquisition in Steady State) シーケンスを使用して、高解像度の解剖学的画像を収集することから始まります。 これらの構造画像は、機能画像の配置と、画像処理における解剖学的アトラス変換に使用されます。 灌流加重画像は、パルス動脈スピン標識 (非侵襲的) アプローチで取得されます。 ベースライン灌流強調機能画像が得られると、継続的な機能画像取得シーケンスが開始されます。 このフェーズでは、被験者は 60 秒間隔で一連の 30 秒間の冷却外耳道洗浄を 3 回行います。 氷水と標準温度計を組み合わせて、水を摂氏 18 度まで冷却します。 灌漑は、運河内に圧力が蓄積する可能性がないことを確認するために、穿孔のある改造された聴診器を介して MRI 対応注入ポンプを介して 1 秒あたり 2cc (30 秒間で耳あたり合計 30cc) で投与されます。 このシリーズに続いて、その後の 10 分間、灌流強調画像が収集されます。 被験者は、いつでも研究を中止することができます。 各機能研究は 24.5 分で構成されます。 10 分間のベースライン イメージング、5.5 分間の初期機能イメージング、4.5 分間のカロリー前庭刺激、および 5.5 分間の反復機能イメージング。

画像は、IDL (Interactive Data Language, Research Systems, Boulder, CO) で書かれたソフトウェアを使用して再構築されます。 機能的画像の前処理および統計分析は、統計パラメトリック マッピング ソフトウェア (SPM2、Wellcome Department of Imaging Neuroscience、ユニバーシティ カレッジ ロンドン、英国、http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) を使用して実行されます。 最終データは、皮質の特定の解剖学的領域への血流の変化率の測定値になります。