大脳皮質-海馬ネットワークへの侵襲的計測・介入による時間見積機能の神経基盤の解明

Research Project

Project/Area Number	21K18028
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 90030:Cognitive science-related
Research Institution	Jichi Medical University
Principal Investigator	大貫良幸自治医科大学, 医学部, 講師 (90835993)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords	予想時間評価 / 海馬 / 大脳皮質 / 皮質脳波
Outline of Research at the Start	将来の事象や取り掛かる作業に掛かる時間の推定は「予想時間評価」と呼ばれ、この神経基盤は未だに不明である。時間の情報処理を担う海馬は大脳皮質と連携して「大脳皮質-海馬ネットワーク」を形成しており、予想時間評価の神経基盤の可能性が示唆される。本研究は、このネットワークの解析を通して、予想時間評価の神経基盤の解明を目指す。まず、皮質脳波計測から大脳皮質と海馬の連携が予想時間評価機能を担うことを示す。さらに、機能的磁気共鳴画像計測と拡散テンソル計測を用いて、外科的介入後の脳活動・脳構造の変化を検証する。本研究成果は、予想時間評価の神経基盤の解明、及び時間知覚障害の治療法開発への貢献が期待できる。
Outline of Annual Research Achievements	自動車の渋滞や店の待ち時間など我々の日常で時間の見積りが必要な機会は多い。このような将来の事象や取り掛かる作業に掛かる時間を推定する行為は「予想時間評価」と呼ばれ、この認知機能を支える神経基盤は明らかになっていない。本研究では、予想時間評価を反映する海馬と大脳皮質の機能を明らかにするため、非侵襲的脳活動計測であるfMRI計測、大脳皮質と海馬に頭蓋内電極(ECoG)を留置した難治性てんかん患者に対して、予想時間評価課題を実施している。この課題では消失時間の異なる白点と黒点が入り混じった画像が被験者に提示され、被験者は白黒各点の量の割合を大まかに把握し、全ての点の消失に必要な時間を予想する。今年度はECoG計測の実施はなかったが、定位的頭蓋内脳波(sEEG)の計測を実施することが出来た。さらにfMRI解析に注力し、時間推定中において、昨年副次的な解析から示唆された両側被殻の活動だけでなく、背外側前頭前皮質、左前頭葉、視覚野、頭頂葉での活動が認められた。さらに、被殻の活動が背外側前頭前皮質と頭頂葉と正の相関関係にあることを示した。さらに海馬、左前頭葉、頭頂蓋、上側頭皮質、前頭皮質の活動と推定時間長が正の相関を示した。昨年から継続して、海馬多切術・軟膜下皮質多切術・海馬および側頭葉の除去を受けた患者群に対して、ECoG検査と同一の課題を実施し、術後1ヶ月時において約10秒を超えた時間推定が必要な条件で選択的に時間推定が低下し、その傾向が6ヶ月後も継続することが認められた。また、MRIの画像を元に手術箇所をまとめた結果、左右海馬、右側頭葉、右前頭葉が患者間で重なる結果となった。今後はfMRI解析結果、ECoG・sEEGデータの解析、治療介入前後の時間推定課題の変化をまとめた論文化を行う。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason コロナ禍によって、患者数が減少してしまった状況が引き続いていたが、定位的頭蓋内脳波計測、海馬多切術・軟膜下皮質多切術・海馬および側頭葉の除去のいずれかの手術を受けた患者群の検査を手術前後(術前、術後1ヶ月、術後6ヶ月)を実施出来た。解析も継続して行っていること、目標とするデータ数まで迫ってきていることから、これらの理由から、本研究計画は概ね順調に進展していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	来年度も継続してデータの計測を実施し、結果をまとめて論文化を行う。