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Neural substrate of symptoms in neurodegenerative disorders using a passive task paradigm

Research Project

Project/Area Number 21K15679
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52020:Neurology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Yoshinaga Kenji  京都大学, 医学研究科, 助教 (60829042)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords神経イメージング / 神経変性疾患 / 機能的MRI / 受動課題 / 受動的課題脳活動 / ニューロイメージング / 神経機能画像 / 受動的課題関連脳活動 / エピソード記憶 / 高次脳機能障害
Outline of Research at the Start

神経変性疾患ではしばしば同じ高次脳機能障害がみられるが、疾患によってその背景となる神経学的基盤は異なると考えられる。これを明らかにするには認知課題中の脳活動を計測することが有用であるが、実応用にあたっては課題遂行自体が負荷となり、しばしば遂行困難である。
そこで本研究では、より施行が簡便な認知課題パラダイムとして受動的課題を提案し、その遂行にともなう脳活動を計測することで、その妥当性および臨床診療への有用性を明らかにする。
本研究によって、非侵襲的イメージング手法を用いた新しい客観的指標を神経疾患診療に展開できるような知見が得られるものと期待する。

Outline of Final Research Achievements

I proposed a passive task paradigm as a method to reduce the cognitive load during task performance in task-related functional MRI. I created a experimental paradigm with task stimuli useful for a diagnosis of neurological diseases and conducted an actual measurement, demonstrating its feasibility. In data analysis, using resting-state functional MRI data from a cohort study, 1) I generated a machine learning-based disease classifier based on functional connectivity for REM sleep behavior disorder, a prodromal symptom of Parkinson's disease, 2) and revealed differences in network dynamics among dementia, Parkinson's disease and healthy elderly using the dynamic functional connectivity approach.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

臨床診療にMRIは欠かせないツールであるが、現在はもっぱら脳構造を可視化する検査として応用されている。一方で脳機能を可視化できる機能的MRIは、構造的MRIと比較して非常に情報量が多く、診断・疾患分類や治療評価などへの今後の応用可能性が期待される。機能的MRIの臨床応用にあたっては、負荷や再現性という観点で解決すべき問題がある。本研究では、より低負荷な機能的MRIの実験手法を提案するとともに、得られたデータから有用な情報を取り出すデータ解析手法を実現した。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Functional connectivity-based classification of rapid eye movement sleep behavior disorder2024

    • Author(s)
      Matsushima Toma、Yoshinaga Kenji、Wakasugi Noritaka、Togo Hiroki、Hanakawa Takashi
    • Journal Title

      Sleep Medicine

      Volume: 115 Pages: 5-13

    • DOI

      10.1016/j.sleep.2024.01.019

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Changes in functional brain activity patterns associated with computer programming learning in novices2023

    • Author(s)
      Hishikawa Kenji、Yoshinaga Kenji、Togo Hiroki、Hongo Takeshi、Hanakawa Takashi
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: 228 Issue: 7 Pages: 1691-1701

    • DOI

      10.1007/s00429-023-02674-3

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identifying and reverting the adverse effects of white matter hyperintensities on cortical surface analyses2023

    • Author(s)
      Oi Yuki、Hirose Masakazu、Togo Hiroki、Yoshinaga Kenji、Akasaka Thai、Okada Tomohisa、Aso Toshihiko、Takahashi Ryosuke、Glasser Matthew F.、Hayashi Takuya、Hanakawa Takashi
    • Journal Title

      NeuroImage

      Volume: 281 Pages: 120377-120377

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2023.120377

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 視覚関連領域を含む脳領域間の因果的ネットワークの変容がパレイドリア生成に関連する2023

    • Author(s)
      近藤 毅,吉永 健二,花川 隆
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 安静時機能的MRIを用いたパーキンソン病における不安関連ネットワーク変容の解明2023

    • Author(s)
      浅田 怜央,吉永 健二,西田 聖,澤本 伸克,花川 隆
    • Organizer
      第64回日本神経学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Exploring human somatosensory system with a novel haptic device and neuroimaging2023

    • Author(s)
      吉永 健二,花川 隆
    • Organizer
      第53回日本臨床神経生理学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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