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Bilateralization of language processing – how and why psychiatry patients process language using both hemispheres

Research Project

Project/Area Number 20K07951
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52030:Psychiatry-related
Research InstitutionAichi Toho University (2023)
The University of Electro-Communications (2021-2022)
Dokkyo Medical University (2020)

Principal Investigator

松尾 香弥子  愛知東邦大学, 人間健康学部, 教授 (70399509)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 楫 靖  獨協医科大学, 医学部, 非常勤講師 (10273947)
下田 和孝  獨協医科大学, 医学部, 非常勤講師 (30196555)
秋山 一文  岡山大学, 医学部, 客員研究員 (40150990)
古郡 規雄  獨協医科大学, 医学部, 教授 (20333734)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords言語側性化 / 神経画像 / 神経伝達 / fMRI / 拡散強調画像 / 構造画像 / 言語側性化指標 / 速度 / 両側性 / 精神疾患
Outline of Research at the Start

本研究では「精神疾患等の患者はなぜ大脳の両半球で言語を処理するのか」について、MRIを高度に応用して、「疾患のために神経伝達の『速度』が遅くなり、優位半球への情報伝達が遅れるのを補償するために、非優位半球も活動する仕組みがある」という仮説をたて、統合失調症・双極性障害、うつ病、健常統制群を比較する。拡散強調画像法で神経線維の指標を、構造画像でミエリン化を評価し、それらの指標がfMRIで計測する側性化指標とどのように連動しているか調べる。

Outline of Annual Research Achievements

目的(当初):本研究では「精神疾患等の患者はなぜ大脳の両半球で言語を処理するのか」について、MRIを高度に応用して、「疾患のために神経伝達の『速度』が遅くなり、優位半球への情報伝達が遅れるのを補償するために、非優位半球も活動する仕組みがある」という仮説をたて、統合失調症・双極性障害、うつ病、健常統制群を比較・検証することを目的とした。拡散強調画像法で神経線維の指標を、構造画像でミエリン化を評価し、それらの指標がfMRIで計測する側性化指標とどのように連動しているか調べる。
経緯:令和2年度開始当初より新型コロナウィルス感染症拡大防止のためMRI計測は実施できないまま、研究代表者は施設を異動した。そこで、本研究以前に行われていた健常ボランティアによるMRI計測データを使用して、本研究の主題に関連のある論文公刊を進めていくことに注力した。
成果:以前開発した言語側性化指標AveLIとは別のアルゴリズムによる新しい言語側性化指標HomotopicLIを開発し、論文を公刊した(Laterality誌)。HomotopicLIは課題間の一致度はAveLIほど優れてはいないが、非優位半球に弱く広がる脳活動を捉えることができるという特性をもっていることがわかった。非優位半球に残存する機能を反映している可能性が考えられ、臨床的計測ツールとして貢献できる可能性がある。また、AveLIやHomotopicLIの検証に使用している統計方法(ケンドールの一致係数)を課題間の比較に応用し、安定した側性化指標を計測できる言語課題を調べる方法論について論じる論文を公刊した(Symmetry誌)。前方言語野は動詞生成課題、後方言語野は朗読聴取課題で優れるという、脳部位による差異があることが判明した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年は新しい職場に異動したため、環境の整備に努めた。授業の準備や学内業務に慣れるのに手間取った他、思いがけず入院・手術を体験することとなった。そのような中でも、解析用のパソコンのセットアップを行い、文献レビューを再開することができた。やや期待よりも遅れてはいるが、おおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

期間延長:本科研費課題の中心テーマである「神経伝達の『速度』が言語側性化に関連するか」(「速度仮説」)についての論文が執筆途中であり、期間を延長して完成・公刊していきたい。また、可能な限り既存データを活用してさらに論文を執筆していきたいと考えている。
次の課題の提案:言語側性化の仕組みについて、「速度仮説」以外の仮説ももっており、今後、それに関する新たな研究計画を立案していきたい。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Concordance of Lateralization Index for Brain Asymmetry Applied to Identify a Reliable Language Task2023

    • Author(s)
      Kayako Matsuo, Norio Yasui-Furukori, Kazutaka Shimoda, Yasushi Kaji, Kazufumi Akiyama
    • Journal Title

      Symmetry

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 193-193

    • DOI

      10.3390/sym15010193

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] HomotopicLI: Rationale, characteristics, and implications of a new threshold-free lateralization index of functional magnetic resonance imaging2022

    • Author(s)
      Kayako Matsuo, Kenta Kono, Norio Yasui-Furukori, Kazutaka Shimoda, Yasushi Kaji, Kazufumi Akiyama
    • Journal Title

      Laterality

      Volume: 27 Issue: 5 Pages: 513-543

    • DOI

      10.1080/1357650x.2022.2109655

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reproducibility of the lateralization index in functional magnetic resonance imaging across language tasks2021

    • Author(s)
      Matsuo K, Kono K, Shimoda K, Kaji Y, Akiyama K
    • Journal Title

      Journal of Neurolinguistics

      Volume: 57 Pages: 100943-100943

    • DOI

      10.1016/j.jneuroling.2020.100943

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] How memory switches brain responses of patients with posttraumatic stress disorder2021

    • Author(s)
      Inoue J, Matsuo K, Iwabuchi T, Takehara, Y, Yamasue, H
    • Journal Title

      Cerebral Cortex Communications

      Volume: - Issue: 2 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1093/texcom/tgab021

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Concordance of lateralization index for hemispheric asymmetry to find a reliable language task2022

    • Author(s)
      Matsuo K, Yaui-Furukori N, Shimoda K, Kaji Y, Akiyama K
    • Organizer
      Neuroscience 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 言語優位半球判定のための信頼できる言語課題を側性化指標の一致度によって評価する2022

    • Author(s)
      松尾香弥子, 古郡則雄, 下田和孝, 楫靖, 秋山一文
    • Organizer
      第44回日本生物学的精神医学会・4学会合同年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Neural fiber “conductivity” elucidates a mechanism of language lateralization2021

    • Author(s)
      Matsuo K, Yaui-Furukori N, Shimoda K, Kaji Y, Akiyama K
    • Organizer
      Neuroscience 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神経線維の「伝達度」により言語側性化の仕組みに迫る2021

    • Author(s)
      松尾香弥子, 古郡則雄, 下田和孝, 楫靖, 秋山一文
    • 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
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 新しい側性化指標HomotopicLIの検証:右半球優位検出における特異性2020

    • Author(s)
      松尾香弥子, 楫靖, 秋山一文, 古郡則雄, 下田和孝
    • Organizer
      第42回日本生物学的精神医学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Negative correlations of brain activation between daily recognition and trauma memory remembering in PTSD2020

    • Author(s)
      Matsuo K, Inoue J, Iwabuchi T, Yamasue H
    • Organizer
      ISMRM (International Society for Magnetic Resonance in Medicine) 28th Annual Meeting & Exhibition
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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