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リハビリテーション中の「やる気」 の脳ネットワーク

Research Project

Project/Area Number 21K19749
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

疋島 啓吾  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30420219)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 釣木澤 朋和  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10716210)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywords脳機能超音波イメージング / 超音波イメージング / 脳ネットワーク / 超音波
Outline of Research at the Start

自由行動中において、脳深部を含む脳広域の機能ネットワークを評価することは容易でない。本研究では、超音波を用いた新たな脳機能イメージングを用いて、げっ歯類の自由行動中の脳機能ネットワーク計測を確立する。確立した技術により、運動リハビリテーションに関わる脳機能ネットワークを明らかにし、将来的に機能回復を効率的に促進する新たなニューロリハビリテーション法の開発につなげる。

Outline of Annual Research Achievements

覚醒状態のマウスを対象に、新たに開発した脳機能超音波イメージングと既存の脳機能MRIを用いた安静時脳機能ネットワーク計測を実施した。デフォルトモードネットワークを含む多くのネットワークが両方法で共通する解剖領域に分布することが確認された。しかし、聴覚や感覚運動など、一部のネットワークはMRIとは異なる安静時の機能的結合性を示した。このため、超音波による脳機能ネットワークの信頼性を評価するため、MRI計測と同様の騒音環境下での超音波計測実験を実施した。その結果、騒音の強度が増加するにつれて、超音波によって計測される聴覚や感覚運動ネットワークの機能的結合性がMRI計測と近づくことが明らかとなった。また、MRIの騒音を音刺激として用いた実験では、聴覚伝導路を形成する視床の内側膝状体や大脳皮質の一次聴覚野の活動(脳血流量が22%増加)が確認された。一方で、感覚運動領域ではMRIの騒音による脳血流量が減少(7%減少)することが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の計画より遅れているが、新たな発見、知見、研究の糸口が得られた。

Strategy for Future Research Activity

今年度計画した運動中の脳機能ネットワーク計測のための実験を実施する。

Report

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

    (9 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Silencing dentate newborn neurons alters excitatory/inhibitory balance and impairs behavioral inhibition and flexibility2024

    • Author(s)
      Li Haowei、Tamura Risako、Hayashi Daiki、Asai Hirotaka、Koga Junya、Ando Shota、Yokota Sayumi、Kaneko Jun、Sakurai Keisuke、Sumiyoshi Akira、Yamamoto Tadashi、Hikishima Keigo、Tanaka Kazumasa Z.、McHugh Thomas J.、Hisatsune Tatsuhiro
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 10 Issue: 2

    • DOI

      10.1126/sciadv.adk4741

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functional ultrasound reveals effects of MRI acoustic noise on brain function2023

    • Author(s)
      Keigo Hikishima, Tomokazu Tsurugizawa, Kazumi Kasahara, Ryusuke Hayashi, Ryo Takagi, Kiyoshi Yoshinaka, Naotaka Nitta
    • Journal Title

      NeuroImage

      Volume: 281 Pages: 120382-120382

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2023.120382

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Brain-wide mapping of resting-state networks in mice using high-frame rate functional ultrasound2023

    • Author(s)
      Keigo Hikishima, Tomokazu Tsurugizawa, Kazumi Kasahara, Ryo Takagi, Kiyoshi Yoshinaka, Naotaka Nitta
    • Journal Title

      NeuroImage

      Volume: 279 Pages: 120297-120297

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2023.120297

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Editorial: Manganese-Enhanced MRI: A New Avenue of Functional and Structural Imaging in Neuroscience2022

    • Author(s)
      Osanai M, Hikishima K and Onoe H
    • Journal Title

      Frontiers in Neural Circuits

      Volume: 16 Pages: 918500-918500

    • DOI

      10.3389/fncir.2022.918500

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Temporal shifts in the brain-wide network associated with the learning of new motor skills2023

    • Author(s)
      Kazumi Kasahara、Keigo Hikishima、Mariko Nakata、Tomokazu Tsurugizawa、Noriyuki Higo、Kenji Doya
    • Organizer
      The 46th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 超音波による自閉スペクトラム症モデルマウスの脳ネットワーク解析2023

    • Author(s)
      疋島 啓吾、葭仲 潔、新田 尚隆、水間 広
    • Organizer
      第21回 産総研・産技連LS-BT合同研究発表会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Brain-wide and high-resolution mapping of resting-state networks in awake mice using functional ultrasound imaging2022

    • Author(s)
      疋島啓吾
    • Organizer
      NEURO2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 超音波で脳ネットワークを見る2022

    • Author(s)
      疋島 啓吾
    • Organizer
      日本超音波医学会 第34回関東甲信越地方会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波装置、頭部ホルダ及び超音波信号処理方法2021

    • Inventor(s)
      疋島啓吾、新田尚隆、葭仲潔
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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