平成11年から始まった本研究の目的は、新しく開発された完全無侵襲脳機能計測装置(光トポグラフィー)を用いて各種障害事例の脳機能の特性を明らかにし、療育や機能回復、リハビリテーションの促進に役立つ知見を得ることにある。光トポグラフィーは、近赤外光を用いて大脳皮質の酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの濃度変化を計測して脳の活動状況を視覚化する新しい画像技術で、PET、fMRI、MEGなど従来の画像技術に比較しても、装置の小型化、被験者に対する低拘束条件などの利点を持っている。本研究は、この新しい技術を実用化した最も初期の研究の一つに当たるため、装置の障害事例への実用化のための基礎的データの収集も重要な位置を占めており、これと並行して、将来の光トポグラフィー適用を念頭に置いた各種障害事例の特性の検討と、適用の際の対照群としての健常者に対する光トポグラフィーによる測定が行われ、以下のような結果が得られた。
1.指のタッピング運動時の皮質連動感覚野の活動状況を、光トポグラフィーとfMRIで測定し、光トポグラフィーがfMRIに匹敵する局在力を持つことが確認された。
2.測定に用いられる波長799nm近辺の近赤外光が、人体に対して全く無害な事が確認され、光トポグラフィーが新生児にも適用可能なことが明らかにされた。
3.光トポグラフィーを用いて睡眠中の新生児の後頭葉の活動を無刺激条件下で測定し、脳血流の変化に、空間的に同期した15秒程度の振動がみられることを明らかにした。
4.健常成人を対象に、統語課題遂行時と空間課題遂行時の脳血量を光トポグラフィーを用いて測定し、統語課題遂行時には、Broca領野の全ヘモグロビン量が増加することが明らかにされた。