精神疾患の視覚認知行動異常のシステム神経科学的研究

• Project/Area Number: 20K06920
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46030:Function of nervous system-related
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 三浦 健一郎 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, 室長 (20362535)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹村 文 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90357418) ; 松本 純弥 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, 室長 (10635535) ; 長谷川 尚美 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, リサーチフェロー (70865906)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 視覚認知 / 眼球運動 / 脳神経回路 / 精神疾患 / 統合失調症

Outline of Research at the Start

本研究では、統合失調症をはじめとする精神疾患の病態メカニズムを明らかにすることを目指す。精神疾患において顕著な異常が起こり、ヒトと霊長類モデルに共通して存在する視覚認知行動に着目し、課題の遂行に関連するヒトと霊長類モデルの脳の構造や活動を核磁気共鳴画像法や電気生理学的手法を用いて調べることによって、病態を引き起こしている“脳の視覚認知機能メカニズムにおける機能不全”の詳細を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

統合失調症は幻覚や妄想などの陽性症状、感情鈍麻や自発性減退などの陰性症状を呈する精神疾患である。そのような症状は脳の機能異常によって起こると考えられるが、その本態をなす生物学的基盤はまだ明らかになっていない。本研究は、システム神経科学的アプローチで、統合失調症において顕著な異常が起こり、認知機能や社会機能と関連し、ヒトと非ヒト霊長類の両方に共通して存在する視覚認知行動に着目し、認知行動課題を遂行しているヒトと非ヒト霊長類の眼の動きと脳活動を調べることによって、病態を引き起こしている脳の視覚認知機能メカニズムにおける機能不全の詳細の解明を目指す。２０２３年度は前年度に引き続き、ヒトおよび非ヒト霊長類を対象とした研究、機能的磁気共鳴画像法を用いた研究、研究代表者らが計測・集積してきた精神疾患の視覚認知機能及び脳画像のデータを用いた研究を並行して進めた。統合失調症をはじめとする精神疾患における脳構造の異常及び、統合失調症における脳構造の経時的変化と認知機能の変化との関連を示した研究成果がMol Psychiatry誌、Neuropsychopharmacol Rep誌などに掲載された。また、視覚認知行動異常が統合失調症を検出するバイオマーカーになることや、統合失調症の視覚認知行動異常の背景に視覚サリエンス処理の障害があることを示した研究成果がPsychiatry Clin Neurosci誌、Sci Rep誌などに掲載された。統合失調症における視覚サリエンス障害が他の精神疾患に比べて特に顕著であることを示し日本生物学的精神医学会年会などで報告した。また、機能的磁気共鳴画像法で明らかとなった視覚認知行動関連脳部位の皮質構造と精神疾患の眼球運動異常との関連、統合失調症モデル動物の作出などをまとめた研究成果を国内シンポジウムで報告した。

Research Products

• [Journal Article] Visual salience is affected in participants with schizophrenia during free-viewing (2024)
  • Author(s): Yoshida M, Miura K, Fujimoto M, Yamamori H, Yasuda Y, Iwase M, Hashimoto R
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 14 Issue: 1 Pages: 4606-4606
  • DOI: 10.1038/s41598-024-55359-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Longitudinal reduction in brain volume in patients with schizophrenia and its association with cognitive function (2024)
  • Author(s): Yamazaki R, Matsumoto J, Ito S, Nemoto K, Fukunaga M, Hashimoto N, Kodaka F, Takano H, Hasegawa N, Yasuda Y, Fujimoto M, Yamamori H, Watanabe Y, Miura K, Hashimoto R
  • Journal Title: Neuropsychopharmacology Reports Volume: 44 Issue: 1 Pages: 206-215
  • DOI: 10.1002/npr2.12423
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cerebral cortical structural alteration patterns across four major psychiatric disorders in 5549 individuals. (2023)
  • Author(s): J. Matsumoto，M. Fukunaga，K. Miura，K. Nemoto K，N. Okada, et al.
  • Journal Title: Mol Psychiatry Volume: 28 Issue: 11 Pages: 4915-4923
  • DOI: 10.1038/s41380-023-02224-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Subcortical volumetric alterations in four major psychiatric disorders: a mega-analysis study of 5604 subjects and a volumetric data-driven approach for classification. (2023)
  • Author(s): N. Okada，et al.
  • Journal Title: Mol Psychiatry. Volume: 28 Issue: 12 Pages: 5206-5216
  • DOI: 10.1038/s41380-023-02141-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Discrimination in the clinical diagnosis between patients with schizophrenia and healthy controls using eye movement and cognitive functions. (2023)
  • Author(s): Okazaki K, Miura K, Matsumoto J, Hasegawa N, Fujimoto M, Yamamori H, Yasuda Y, Makinodan M, Hashimoto R.
  • Journal Title: Psychiatry Clin Neurosci. Volume: 77(7) Issue: 7 Pages: 393-400
  • DOI: 10.1111/pcn.13553
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 画像・生理学的指標による統合失調症診断の可能性 (2023)
  • Author(s): 三浦健一郎、松本純弥、長谷川尚美、橋本亮太
  • Journal Title: 臨床精神医学 Volume: 52 Pages: 475-481
• [Journal Article] A dynamical model of visual motion processing for arbitrary stimuli including type II plaids (2023)
  • Author(s): Korai Y, Miura K
  • Journal Title: Neural Networks Volume: 162 Pages: 46-68
  • DOI: 10.1016/j.neunet.2023.02.039
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 統合失調症の中間表現型を用いた診断と個別化医療 (2023)
  • Author(s): 三浦健一郎, 松本純弥, 根本清貴, 橋本亮太
  • Journal Title: 臨床精神薬理 Volume: 26 Pages: 271-277
• [Journal Article] Association between globus pallidus volume and positive symptoms in schizophrenia (2022)
  • Author(s): Ito S, Miura K, Miyayama M, Matsumoto J, Fukunaga M, Ishimaru K, Fujimoto M, Yasuda Y, Watanabe Y, Hashimoto R
  • Journal Title: Psychiatry Clin Neurosci Volume: 76 Issue: 11 Pages: 602-603
  • DOI: 10.1111/pcn.13465
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 視覚情報が自己移動感覚に及ぼす影響 (2022)
  • Author(s): 三浦健一郎
  • Journal Title: 体育の科学 Volume: 72 Pages: 708-772
• [Journal Article] Toward Recovery in Schizophrenia: Current Concepts, Findings, and Future Research Directions (2022)
  • Author(s): Toshiaki Onitsuka, Yoji Hirano, Takanobu Nakazawa, Kayo Ichihashi, Kenichiro Miura, Ken Inada, Ryo Mitoma, Norio Yasui_Furukori, Ryota Hashimoto
  • Journal Title: Psychiatry and Clinical Neurosciences Volume: in press Issue: 7 Pages: 282-291
  • DOI: 10.1111/pcn.13342
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Trends in Big Data Analyses by Multicenter Collaborative Translational Research in Psychiatry (2022)
  • Author(s): Toshiaki Onitsuka, Yoji Hirano, Kiyotaka Nemoto, Naoki Hashimoto, Itaru Kushima, Daisuke Koshiyama, Michihiko Koeda, Tsutomu Takahashi, Yoshihiro Noda, Junya Matsumoto, Kenichiro Miura, Takanobu Nakazawa, Takatoshi Hikida, Kiyoto Kasai, Norio Ozaki, Ryota Hashimoto
  • Journal Title: Psychiatry and Clinical Neurosciences Volume: 76 Issue: 1 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1111/pcn.13311
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 眼球運動の定量的分析とその精神医学への応用 (2022)
  • Author(s): 三浦健一郎,松本純,長谷川尚美,橋本亮太
  • Journal Title: 細胞 Volume: 54 Pages: 17-20
• [Journal Article] Association Study Between White Matter Microstructure and Intelligence Decline in Schizophrenia (2021)
  • Author(s): Matsumoto Junya、Miura Kenichiro、Fukunaga Masaki、Nemoto Kiyotaka、Koshiyama Daisuke、Okada Naohiro、Morita Kentaro、Yamamori Hidenaga、Yasuda Yuka、Fujimoto Michiko、Ito Satsuki、Hasegawa Naomi、Watanabe Yoshiyuki、Kasai Kiyoto、Hashimoto Ryota
  • Journal Title: Clinical EEG and Neuroscience Volume: in press Issue: 6 Pages: 0-0
  • DOI: 10.1177/15500594211063314
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of age and sex on the eye movement characteristics (2021)
  • Author(s): Takahashi J, Miura K, Morita K, Fujimoto M, Miyata S, Okazaki K, Matsumoto J, Hasegawa N, Hirano Y, Yamamori H, Yasuda Y, Makinodan M, Kasai K, Ozaki N, Onitsuka T, Hashimoto R.
  • Journal Title: Neuropsychopharmacological Reports Volume: in press Issue: 2 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1002/npr2.12163
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Impaired inhibition of return during free-viewing behaviour in patients with schizophrenia (2021)
  • Author(s): Okada K, Miura K, Fujimoto M, Morita K, Yoshida M, Yamamori H, Yasuda Y, Iwase M, Shinozaki T, Fujita I, Hashimoto R
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Issue: 1 Pages: 3237-3237
  • DOI: 10.1038/s41598-021-82253-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Properties of visually guided saccadic behavior and bottom-up attention in marmoset, macaque, and human (2021)
  • Author(s): Chen CY, Matrov D, Veale R, Onoe H, Yoshida M, Miura K, Isa T
  • Journal Title: Journal of neurophysiology Volume: 125 Issue: 2 Pages: 437-57
  • DOI: 10.1152/jn.00312.2020
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Macaque monkeys show reversed ocular following responses to two-frame-motion stimulus presented with inter-stimulus intervals (2020)
  • Author(s): Takemura Aya、Matsumoto Junya、Hashimoto Ryota、Kawano Kenji、Miura Kenichiro
  • Journal Title: Journal of Computational Neuroscience Volume: - Issue: 3 Pages: 273-282
  • DOI: 10.1007/s10827-020-00756-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 目の動きから脳の働きと病態を考える (2024)
  • Author(s): 三浦健一郎
  • Organizer: 産総研人間情報インタラクション研究部門シンポジウム2023～脳の変化～
  • Invited
• [Presentation] 眼球運動を用いたトランスレータブル指標の開発 (2024)
  • Author(s): 竹村文
  • Organizer: 産総研人間情報インタラクション研究部門シンポジウム２０２３ ～脳の変化～
• [Presentation] Single-unit activity in cortical area medial superior temporal (MST) area associated with short-latency ocular following responses (OFRs): Evidence for temporal impulse response function of the visual system (2023)
  • Author(s): Takemura A, Miura K
  • Organizer: Neuroscience 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evaluation of cortical visuomotor function using smooth pursuit eye movements in athletes (2023)
  • Author(s): Ono S, Miyamoto T, Miura K, Kizuka T
  • Organizer: Neuroscience 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 視覚サリエンス処理の精神疾患間の比較 (2023)
  • Author(s): 三浦健一郎, 吉田正俊, 森田健太郎, 藤本美智子, 安田由華, 山森英長, 髙橋潤一, 宮田聖子, 岡崎康輔, 松本純弥, 豊巻敦人, 牧之段学, 橋本直樹, 鬼塚俊明, 笠井清登, 尾崎紀夫, 橋本亮太
  • Organizer: 第45回日本生物学的精神医学会年会
• [Presentation] 精神疾患における眼球運動所見と臨床応用の可能性 (2023)
  • Author(s): 三浦健一郎
  • Organizer: 第42回日本精神科診断学会
• [Presentation] 統合失調症患者のフリービューイングにおける視覚サリエンスの変容 (2023)
  • Author(s): 吉田正俊、三浦健一郎、藤本美智子、山森英長、安田由華、岩瀬真生、橋本亮太
  • Organizer: 第46回日本神経科学大会
• [Presentation] 統合失調症における労働時間、認知機能障害及び大脳皮質厚の関連性 (2023)
  • Author(s): 宮山未来乃、三浦健一郎、伊藤颯姫、松本純弥、福永雅喜、石丸径一郎、藤本美智子、安田由華、山森英長、渡邉嘉之、橋本亮太
  • Organizer: 第46回日本神経科学大会
• [Presentation] 媒介分析による統合失調症患者の労働時間、認知機能障害及び脳構造の関連検討 (2023)
  • Author(s): 宮山未来乃, 三浦 健一郎, 伊藤颯姫, 松本純弥, 福永雅喜, 石丸径一郎, 藤本美智子, 安田由華, 山森英長, 渡邉嘉之, 橋本亮太
  • Organizer: 第17回日本統合失調症学会
• [Presentation] 統合失調症における淡蒼球体積と精神症状の重症度の関連 (2023)
  • Author(s): 伊藤颯姫, 三浦健一郎, 宮山未来乃, 松本純弥, 福永雅喜, 石丸径一郎, 藤本美智子, 安田由華, 渡邉嘉之, 橋本亮太
  • Organizer: 第17回日本統合失調症学会
• [Presentation] 脳構造画像上の「統合失調症らしさ」の縦断変化 (2023)
  • Author(s): 山﨑龍一, 松本純弥, 伊藤颯姫, 根本清貴, 福永雅喜, 橋本直樹, 小高文聰, 髙野晴成, 長谷川尚美, 安田由華, 藤本美智子, 山森英長, 渡邉嘉之, 三浦健一郎, 橋本亮太
  • Organizer: 第17回日本統合失調症学会
• [Presentation] 運動視覚の動的方程式ー残像効果を考慮した拡張ー (2023)
  • Author(s): 高麗雄介, 三浦健一郎
  • Organizer: 第18回空間認知と運動制御研究会
• [Presentation] ケタミンによるマカクザルの眼球運動特性への影響 (2023)
  • Author(s): 竹村文、三浦健一郎
  • Organizer: 日本生理学会第100回記念大会
• [Presentation] 眼球運動と認知機能を組み合わせによる統合失調症の補助診断法の開発：機械学習法による検討 (2022)
  • Author(s): 岡﨑康輔, 三浦健一郎, 松本純弥, 長谷川尚美, 藤本美智子, 山森英長, 安田由華, 牧之段学, 橋本亮太
  • Organizer: 第44回日本生物学的精神医学会年会、第32回日本臨床精神神経薬理学会年会、第52回日本神経精神薬理学会年会、第6回日本精神薬学会総会・学術集会の4学会合同年会
• [Presentation] 統合失調症における淡蒼球の肥大化と陽性症状の重症度の関連 (2022)
  • Author(s): 伊藤颯姫, 三浦健一郎, 宮山未来乃, 松本純弥, 福永雅喜, 石丸径一郎, 藤本美智子, 安田由華, 渡邉嘉之, 橋本亮太
  • Organizer: 第44回日本生物学的精神医学会年会、第32回日本臨床精神神経薬理学会年会、第52回日本神経精神薬理学会年会、第6回日本精神薬学会総会・学術集会の4学会合同年会
• [Presentation] 大脳皮質構造画像の大規模データによる精神疾患横断解析 (2022)
  • Author(s): 松本純弥, 三浦健一郎, 橋本亮太
  • Organizer: 第44回日本生物学的精神医学会年会、第32回日本臨床精神神経薬理学会年会、第52回日本神経精神薬理学会年会、第6回日本精神薬学会総会・学術集会の4学会合同年会
• [Presentation] 統合失調症における労働時間と脳構造の関連及び認知機能障害の媒介効果の検討 (2022)
  • Author(s): 宮山未来乃, 三浦健一郎, 伊藤颯姫, 松本純弥, 福永雅喜, 石丸径一郎, 藤本美智子, 安田由華, 山森英長, 渡邉嘉之, 橋本亮太
  • Organizer: 第44回日本生物学的精神医学会年会、第32回日本臨床精神神経薬理学会年会、第52回日本神経精神薬理学会年会、第6回日本精神薬学会総会・学術集会の4学会合同年会
• [Presentation] 短時間安静時fMRIデータを用いたMultimodal Surface Matchingの非HCP課題fMRI解析への適用 (2022)
  • Author(s): 山本哲也, 福永雅喜, 三浦健一郎, 定藤規弘
  • Organizer: 第50回日本磁気共鳴医学会大会
• [Presentation] ヒトの滑動性追跡眼球運動に関わる脳領域と高髄鞘化領域の対応 (2022)
  • Author(s): 山本哲也、三浦健一郎、松田圭司、松本純弥、橋本亮太、小野誠司、定藤規弘、福永雅喜
  • Organizer: Neuro2022 第45回日本神経科学大会／第65回日本神経化学会大会／第32回日本神経回路学会大会
• [Presentation] サル大脳皮質MST野の神経活動は仮現運動の刺激間間隔による反転を説明する (2022)
  • Author(s): 竹村文, 三浦健一郎
  • Organizer: Neuro2022 第45回日本神経科学大会／第65回日本神経化学会大会／第32回日本神経回路学会大会
• [Presentation] 機能的MRIによるフリービューイング関連脳領域の同定 (2022)
  • Author(s): 三浦健一郎、山本哲也、松田圭司、 松本純弥、橋本亮太、小野誠司、定藤規弘、福永雅喜
  • Organizer: 第17回空間認知と運動制御研究会学術集会
• [Presentation] 眼球運動の動的方程式―錯視を再現する計算モデル― (2022)
  • Author(s): 高麗雄介、三浦健一郎
  • Organizer: 第17回空間認知と運動制御研究会学術集会
• [Presentation] Cortical structural mega-analysis across four major psychiatric disorders in 5432 individuals (2021)
  • Author(s): Matsumoto J, Fukunaga M, Miura K, et al.
  • Organizer: 7th Congress of AsCNP 2021 (AsianCollege of Neuropsychopharmacology 2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Combinations of cognitive function and eye movement tests are effective in distinguishing schizophrenia cases from healthy controls (2021)
  • Author(s): Miura K, Matsumoto J, Hasegawa N, Fujimoto M, Yamamori H, Yasuda Y, Hashimoto R
  • Organizer: 7th Congress of AsCNP 2021 (AsianCollege of Neuropsychopharmacology 2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 追跡眼球運動中の大脳皮質活動特性：円滑追跡眼球運動と衝動性眼球運動の比較 (2021)
  • Author(s): 三浦健一郎, 山本哲也, 松田圭司, 松本純弥, 橋本亮太, 小野誠司, 定藤規弘, 福永雅喜
  • Organizer: 第44回日本神経科学大会
• [Presentation] 認知機能と眼球運動を用いた統合失調症の診断マーカーに関する検討 (2021)
  • Author(s): 三浦健一郎, 松本純弥, 長谷川尚美, 藤本美智子, 山森英長, 安田由華, 橋本亮太
  • Organizer: 第43回日本生物学的精神医学会・第51回日本神経精神薬理学会 合同年会
• [Presentation] COCORO（Cognitive Genetics Collaborative Research Organization：認知ゲノム共同研究機構）による統合失調症の大脳皮質厚・大脳皮質面積のメガアナリシス (2021)
  • Author(s): 松本純弥, 三浦健一郎, 福永雅喜, 岡田直大, 根本清貴, 藤本美智子, 肥田道彦, 宮田淳, 大井一高, 中瀧理仁, 吉村玲児, 原田健一郎, 橋本直樹, 鬼塚俊明, 山本真江里, 山末英典, 高橋努, 笠井清登, 渡邊嘉之, 橋本亮太
  • Organizer: 第43回日本生物学的精神医学会・第51回日本神経精神薬理学会 合同年会
• [Presentation] 2フレームアニメーション刺激に対するMSTニューロンの活動特性に関する考察 (2021)
  • Author(s): 竹村文, 三浦健一郎
  • Organizer: 第16回空間認知と運動制御研究会学術集会
• [Presentation] フリービューイング時のマカクサルの視覚探索行動：ヒトとの比較 (2020)
  • Author(s): 三浦健一郎, 吉田正俊, 藤本美智子, 山森英長, 安田由華, 長谷川尚美, 松本純弥, 橋本亮太, 竹村文
  • Organizer: 第43回日本神経科学大会
• [Remarks] 国立精神・神経医療研究センター 精神保健研究所 精神疾患病態研究部
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