Functional connectome MEG study of local/global brain network in schizophrenia

• Project/Area Number: 16K19748
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Psychiatric science
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: Takei Yuichi 群馬大学, 医学部附属病院, 講師 (30455985)
• Research Collaborator: Tagawa Minami ; Motegi Tomokazu ; Takahashi Yumiko
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 統合失調症 / 脳磁図 / 安静時脳機能 / ネットワーク / オシレーション / グラフ解析 / 安静時 / 脳神経疾患 / 神経科学 / 医療

Outline of Final Research Achievements

We investigated resting functional networks in schizophrenia using magnetoencephalography (MEG) with excellent temporal resolution and spatial resolution for the elucidation of pathophysiology of schizophrenia and clinical application. As a result, the patients with schizophrenia had larger number of connections in default mode network (DMN), ventral attention network (VAN) network, and DMN-VAN at the gamma band. The results indicate that the patients with schizophrenia have disturbed information processing in DMN and VAN, and excess synchronization between internal information processing and attention processing.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

統合失調症の病態については未だ不明な点が多い。本研究は神経活動を直接反映するMEGを用いて検討を行うことにより、統合失調症の神経活動の異常を直接評価する事が可能である。また安静時活動は重症な患者についても比較的データ測定をしやすいため、健常者との違いが明らかになれば、臨床検査として応用していくことも可能である。神経活動を評価出来ることは動物モデルなどとの関連を検討する上でもトランスレーショナルな指標として有用となる可能性があり、創薬などの分野にも一定の光景をできる可能性がある。

Research Products

• [Journal Article] Brain functional alterations observed 4-weekly in major depressive disorder following antidepressant treatment (2019)
  • Author(s): Yamagata Bun、Yamanaka Kaori、Takei Yuichi、Hotta Shogo、Hirano Jinichi、Tabuchi Hajime、Mimura Masaru
  • Journal Title: Journal of Affective Disorders Volume: 252 Pages: 25-31
  • DOI: 10.1016/j.jad.2019.04.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neural mechanisms of mental schema: a triplet of delta, low beta/spindle and ripple oscillations (2018)
  • Author(s): Ohki Takefumi、Takei Yuichi
  • Journal Title: Eur J Neurosci. Volume: 6 Issue: 7 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1111/ejn.13844
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Aberrant Spatial and Temporal Prefrontal Activation Patterns in Medication-Naïve Adults with ADHD (2017)
  • Author(s): Yamagata B, Takei Y, Itahashi T, Pu S, Hirano J, Mimura M, Iwanami A.
  • Journal Title: Front Psychiatry Volume: 8 Pages: 1-8
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2017.00274
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Neural oscillations in the temporal pole for a temporally congruent audio-visual speech detection task. (2016)
  • Author(s): Ohki T, Atsuko Gunji A, Takei Y, Takahashi H, Kaneko Y, Kita Y, Hironaga N, Tobimatsu S, Kamio Y, Hanakawa T, Inagaki M, Hiraki K
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Issue: 1 Pages: 37973-37973
  • DOI: 10.1038/srep37973
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Familial Influences on Mismatch Negativity and Its Association with Plasma Glutamate Level: A Magnetoencephalographic Study in Twins. (2016)
  • Author(s): Yukika Nishimura, Yuki Kawakubo, Motomu Suga, Kenji Hashimoto, Yuichi Takei, Kunio Takei, Hideyuki Inoue, Masato Yumoto, Ryu Takizawa, Kiyoto Kasai
  • Journal Title: Mol Neuropsychiatry Volume: 2(3) Issue: 3 Pages: 161-172
  • DOI: 10.1159/000449426
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ワーキングメモリー課題中のオシレーション活動と神経伝達物質の関係についての検討-MEGとMRSによるマルチモダリティ研究 (2016)
  • Author(s): 武井雄一, 藤原和之, 田川みなみ, 笠木真人, 高橋由美子 加藤隆, 茂木智和, 鈴木雄介, 桜井敬子, 山口実穂, 廣永成人, 飛松省三, 成田耕介, 福田正人
  • Journal Title: 第３１回日本生体磁気学会大会論文集 Volume: 29 Pages: 101-101
• [Journal Article] 視線の注意定位効果に対する表情の影響－MEGによる検討－ (2016)
  • Author(s): 山口 実穂, 武井 雄一, 加藤 隆, 田川 みなみ , 笠木 真人, 福田 正人
  • Journal Title: 第31回日本生体磁気学会大会論文集 Volume: 29 Pages: 106-106
• [Journal Article] 脳磁図を用いた統合失調症の安静時神経ネットワークの研究 (2016)
  • Author(s): 田川みなみ, 武井雄一, 笠木真人, 高橋由美子, 加藤隆, 藤原和之, 茂木智和, 鈴木雄介, 桜井敬子, 山口実穂, 福田正人
  • Journal Title: 第31 回日本生体磁気学会大会論文集 Volume: 29 Pages: 121-121
• [Journal Article] The inhibition/excitation ratio related to task-induced oscillatory modulations during a working memory task: a multimodal-imaging study using MEG and MRS (2016)
  • Author(s): Takei Y, Fujihara K, Tagawa M, Hironaga N, Near J, Kasagi M, Takahashi Y, Motegi T, Suzuki Y, Aoyama Y, Sakurai N, Yamaguchi M, Tobimatsu S, Ujita K, Tsushima Y, Narita K, Fukuda M
  • Journal Title: NeuroImage Volume: 印刷中 Pages: 302-315
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2015.12.057
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Magnetoencephalography study of neural activity transition during facial recognition using self-organizing map analysis (2018)
  • Author(s): Yuichi Takei, Daiki Saitou, Minami Tagawa, Masato Fukuda, and Yoichi Seki
  • Organizer: 5th International Symposium of Gunma University Medical Innovation
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 統合失調症の安静時MEGのグラフ解析 (2018)
  • Author(s): 武井雄一、田川みなみ、加藤隆、須藤友博、大城武史、櫻井敬子、福田正人
  • Organizer: 4rd Psychiatry Neuroscience Seminar
• [Presentation] Altered neural oscillation in schizophrenia during facial recognition: an MEG study (2018)
  • Author(s): Yuichi Takei, Yutaka Kato, Minami Tagawa , Takehumi Ohki, Noriko Sakurai and Masato Fukuda
  • Organizer: Organization for Human Brain Mapping 2018
• [Presentation] Characteristics of the spatial distribution of MEG data using self-organizing map (2017)
  • Author(s): Yuichi Takei, Ayaka Kosuda, Minami Tagawa, Masato Kasagi, Yataka Kato, Noriko Sakurai, Masato Fukuda, Yoichi Seki
  • Organizer: OHBM 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MEGによる統合失調症を対象とした表情認知課題中のオシレーションの検討 (2017)
  • Author(s): 武井 雄一, 田川 みなみ, 加藤 隆, 大城 武史, 山口 実穂, 笠木 真人, 高橋 由美子, 茂木 智和, 鈴木 雄介, 櫻井 敬子, 福田 正人
  • Organizer: 第39回日本生物学的精神医学会
• [Presentation] Exploring the lateralization of empathy for pain (2017)
  • Author(s): Nami Taniguchi, Naruhito Hironaga, Yuichi Takei, Yoshimasa Motoyama, Mariko Hayamizu, Shozo Tobimatsu and Sumio Hoka
  • Organizer: ECCN2017
• [Presentation] Altered functional connectivity in the brains of patients with schizophrenia at resting state A magnetoencephalography study (2017)
  • Author(s): Minami Tagawa, Yuichi Takei, Yutaka Kato, Noriko Sakurai, Miho Yamaguchi, and Masato Fukuda
  • Organizer: WPA XVII WORLD CONGRESS OF PSYCHIATRY
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 後部帯状回体積と前頭葉機能の関連 (2017)
  • Author(s): 藤原 和之, 武井 雄一, 田川 みなみ, 成田 耕介, 氏田 浩一, 福田 正人
  • Organizer: 第47回日本臨床神経生理学会学術大会
• [Presentation] Magnetoencephalography study of neural activity transition during facial recognition using self-organizing map analysis (2017)
  • Author(s): Yuichi Takei, Tsubasa Nakazawa, Minami Tagawa, Masato Fukuda, Yoichi Seki
  • Organizer: GUMI2017
• [Presentation] Resting state large scale network analysis of MEG data using self-organizing map (2016)
  • Author(s): Yuichi Takei, Ayaka Kosuda, Minami Tagawa, Masato Kasagi, Masato Fukuda, and Yoichi Seki
  • Organizer: GUMI & AMDE 2016
  • Place of Presentation: 群馬
  • Year and Date: 2016-12-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 近赤外線スペクトロスコピィNIRSを用いた月経周期および周産期に伴う内分泌学的変化と脳機能変化の検討 (2016)
  • Author(s): 高橋 由美子, 武井 雄一, 田川 みなみ, 笠木 真人, 櫻井 敬子, 宮田 茂雄, 峯岸 敬, 福田 正人
  • Organizer: 第14回日本周産期メンタルヘルス学会
  • Place of Presentation: 大分
  • Year and Date: 2016-11-19
• [Presentation] 認知行動療法のパニック障害への有効性の脳基盤についてのNIRS縦断研究 (2016)
  • Author(s): 小野樹郎， 武井雄一， 三浦あやか， 草野建祐， 林若穂， 平野かほり， 櫻井敬子， 高嶺朋三， 村山侑里， 青山義之， 成田耕介， 福田正人
  • Organizer: 第46回日本臨床神経生理学会学術大会
  • Place of Presentation: 郡山
  • Year and Date: 2016-10-27
• [Presentation] The relationship between neurotransmitters and task-induced oscillatory modulations during working memory task (2016)
  • Author(s): Yuichi Takei, Kazuyuki Fujihara, Minami Tagawa, Masato Kasagi, Yumiko Takahashi, Yutaka Katou, Tomokazu Motegi, Yusuke Suzuki, Noriko Sakurai, Miho Yamaguchi, Naruhito Hironaga, Syozo Tobimatsu, Kosuke Narita, and Masato Fukuda
  • Organizer: Biomag 2016
  • Place of Presentation: Seoul
  • Year and Date: 2016-10-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 自閉症スペクトラム障害を有する摂食障害の行動療法の検討 (2016)
  • Author(s): 福田雄太郎 、武井雄一、林若穂、小野樹郎、福田正人
  • Organizer: 東京精神医学会第107回学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-07-16
• [Presentation] ワーキングメモリー課題中のオシレーション活動と神経伝達物質の関係についての検討-MEGとMRSによるマルチモダリティ研究- (2016)
  • Author(s): 武井雄一, 藤原和之, 田川みなみ, 笠木真人, 高橋由美子 加藤隆, 茂木智和, 鈴木雄介, 桜井敬子, 山口実穂, 廣永成人, 飛松省三, 成田耕介, 福田正人
  • Organizer: 第31回日本生体磁気学会大会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] 視線の注意定位効果に対する表情の影響－MEGによる検討－ (2016)
  • Author(s): 山口 実穂, 武井 雄一, 加藤 隆, 田川 みなみ , 笠木 真人, 福田 正人
  • Organizer: 第31回日本生体磁気学会大会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] 脳磁図を用いた統合失調症の安静時神経ネットワークの研究 (2016)
  • Author(s): 田川みなみ, 武井雄一, 笠木真人, 高橋由美子, 加藤隆, 藤原和之, 茂木智和, 鈴木雄介, 桜井敬子, 山口実穂, 福田正人
  • Organizer: 第31回日本生体磁気学会大会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2016-06-09