| Project/Area Number |
20K20514
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 9:Education and related fields
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
鈴木 雄治 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (90529851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒多 穂波 中京大学, 心理学部, 任期制講師 (50804548)
小枝 達也 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, こころの診療部, 部長 (70225390)
渡辺 将樹 新潟大学, 脳研究所, 助教 (40345517)
植木 智志 新潟大学, 医歯学総合病院, 講師 (90595117)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
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| Keywords | エントロピー解析 / functional MRI / 学習障害 / 活動時 / 読字機能 / 発達性読み書き障害(Dyslexia) / エントロピー脳機能解析 / functionalMRI |
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| Outline of Research at the Start |
発達性読み書き障害、主に音韻処理に関する特異的な発達障害を呈し、約２％弱の学童が困難な状況にあると報告されている。適切な早期治療介入の機会が増し一定の効果が見込めるようになったが、読字における脳活動の異常メカニズムは解明されていな為、より高次な学習である漢字の読字や書字に対する効果的な介入は困難な状況のまま残されている。本研究では、超高磁場MRI装置のもつ特性を最大限に利用した脳機能画像のエントロピーに着目し、安静時及び読書時における脳活動に起因するエントロピー解析方法を開発し、異常活動部位及び異常ネットワークの分析からDyslexia特有な脳活動のメカニズムに迫る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
発達性読み書き障害（Dyslexia）は、主に音韻処理に関する特異的な発達障害を呈し、約
２％弱の学童が困難な状況にあると報告されている。適切な早期治療介入の機会が増し一定の効果が見込めるようになったが、読字における脳活動の異常メカニズムは解明されていない為、より高次な学習である漢字の読字や書字に対する効果的な介入は困難な状況のまま残されている。本研究では、超高磁場MRI装置のもつ特性を最大限に利用した脳機能画像のエントロピー解析に着目し、安静時及び読書時における脳活動の解析方法の開発研究を進める。fMRIデータにはミクロな機能連結の状態を反映する情報が含まれており、信号時系列のエントロピー解析によってランダムネス（複雑さの度合い）を評価できる。7.0T-fMRIの高空間分解能及び高信号雑音比を最大限に活かした撮像方法を用いることにより、個々の到達レベルに合わせた「読み」といった複雑な活動時の脳機能の詳細な評価を可能にするものと考えている。我々が提唱する情報理論的観点からのエントロピー解析は、脳活動をダイナミックに捉えてDyslexia特有の脳活動の異常メカニズムの評価を行う試みで、これは世界で類のない独創性・新規性があり、そこから得られる研究結果はDyslexia 児のみならず学校教育をはじめとした社会全体に大きな影響をもたらすことが期待できる挑戦的な研究である。新たなる非侵襲的な解析方法の開発は、様々な医療介入に伴う異常活動部位やパターンの変化の検出に繋がり、Dyslexiaの客観的な診断方法の開発や効果判定のツールとなることが期待できる。これは、問題を抱える児童の社会的及び精神的困難さの理解や適切な環境・医療介入を与えることに貢献し、さらなる社会的状況の困難さの回避を可能とする。
え
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度までと異なりコロナ感染症の影響は軽減し、学童児を対象とした観察研究を進めることが可能となった。昨年度に成人ボランティアを中心に撮像を進め撮像方法を確定するとともに得られたデータをもとに解析方法の検討をベースに、小児に適した解析および撮像方法を確立した。成人に比して撮像は困難ではあったが、読字に関するタスクは「ひらがな」「単語」「短文」に固定してそれぞれの読字における脳機能の解析をすすめる。６歳から14歳の学童時における読字活動時のfMRIの撮像に加えてDyslexia児の撮像を開始し、読字における脳活動のエントロピーを各ボクセル毎にマッピングする解析方法を確立し比較検討を始めた。
両者における読字における困難さを反映することが示唆する結果（前頭葉の機能）が得られる解析方法の確立にめどが立ち、次年度にはさらなる検討を進める目的で、被験者の獲得および撮像を進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度にて、撮像方法及び機能画像のタスクに関する検討は終了し、学童児（定型発達児）及びDyslexia児の撮像を開始した。エントロピー解析の分析方法の開発も概ね順調に推移し、従来のfMRI同様に、活動時のエントロピーをボクセル単位でマッピングできるようになり、その相違点につき検討可能となることが期待できる。
さらなる改善点として、小児特有の撮像時における問題点を解決し、Dyslexia児と定型発達児に可能な撮像方法で撮像を進めていく。本年度に被験者を積み重ねてDyslexia児の読字における脳活動の特徴を描出する解析方法の確立を進めていく。最終的にはDyslexia児の困難さを理解できるよう、脳機能メカニズムの解明および読字に対する困難さの客観的な状態評価（指標）を目指す。
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