Cross frequency coupling on EEG in schizophrenia

• Project/Area Number: 21K07482
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52030:Psychiatry-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Hirano Shogo 九州大学, 大学病院, 助教 (10568984)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 統合失調症 / 脳波 / 周波数間カップリング / 聴性定常反応 / 位相振幅間カップリング / 位相位相間カップリング / 振幅振幅間カップリング

Outline of Research at the Start

本研究は統合失調症患者の脳活動を脳波計にて測定し、脳波における周波数間カップリングを評価し、異常な周波数間カップリングと患者の病態や症状との関連を検討することを目的としている。周波数間カップリングは異なる周波数のニューラルオシレーション同士が経時的かつ空間的に互いに影響を与える現象であり、脳内の情報伝達の有力な担い手であると考えられる。周波数間カップリングはヒトだけではなく、実験動物や細胞レベルでの研究も急速に進んでいることから、同現象は統合失調症を対象とした橋渡し研究の有望な指標とみなされており、本研究は統合失調症患者の病態解明、さらには治療の革新に貢献することが期待される。

Outline of Final Research Achievements

We evaluated resting state and 40Hz auditory steady state response (ASSR) with EEG in 61 patients with schizophrenia (SZ) and 62 healthy control subjects (HC). SZ showed decreased phase locking factor (PLF) on ASSR condition compared to HC. Regarding cross-frequency coupling, firstly, SZ showed decreased phase amplitude coupling (PAC) between 3-7Hz phase and 57-100Hz amplitude. Secondly, SZ showed decreased amplitude amplitude coupling (AAC) between 3-9Hz amplitude and 30-100Hz amplitude.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに統合失調症患者を対象として周波数カップリングを検討した研究そのものが少ないが、我々の知る限りでは統合失調症患者において位相振幅間カップリングの異常を指摘したものはない。本研究は世界で初めて、比較的多い被験者数にて統合失調症患者における位相振幅間カップリングおよび振幅振幅間カップリングの異常を見出した。