新規に同定したヒト神経線維束のポリモーダルな解析による高次視覚情報処理の神経基盤
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22K20735
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0802:Biomedical structure and function and related fields
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
實石 達也 千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (50963039)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 脳神経画像 / 白質解剖 / 脳白質解剖 / 神経線維束 |
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| Outline of Research at the Start |
高次な視覚情報は脳内の後頭葉の一次視覚野から、物体認識情報は腹側視覚路へ、空間的情報は背側視覚路へ伝達され、この2経路で並列的に処理されると考えられている。しかし、この2経路間の機能的・構造的な結合の詳細は不明である。
申請者は、ヒト脳の白質解剖により、この高次視覚情報の2経路を結合する神経線維束を同定した。本研究は、神経線維束に着目し、ヒト脳にて上記の2経路で処理される認知機能（図形認識や運動連想）を解析し、高次視覚情報処理の神経基盤の一端を解明することを目的とする。 本研究は、視覚障害などのリハビリテーション分野、高次視覚が関連する失読症や視覚発達障害などの理解の一助になると考えられる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高次視覚野である側頭葉後方の紡錘状回(FG: Fusiform gyrus)と高次感覚野である頭頂間溝(IPS: intraparietal sulcus)を結合する神経線維束IPS-FGの構造と機能を解析するものである。IPS-FGは、申請者らが白質解剖と神経線維束追跡法（Tractography）によって新規に明らかにした神経線維束であり、本研究では、その神経束の構造や投射部位を精緻に解析し、その機能を明らかにすることを目標としている。
当該年度は、北米のヒトコネクトームプロジェクトのMRI画像データを用い、全脳でのTractographyを実施し、定量的な構造的結合性(Structural Connectivity)を詳細に解析している。また、機能的解析として脳の最も基本的状態となる安静時機能的MRI(resting-state fMRI)解析から算出される安静時ネットワークの機能的結合性（Functional Connectivity）の解析を行ったが、神経線維束IPS-FGの構造的結合性との間に著明な関連性は見られなかった。その解析の中で、頭頂間溝IPSの内側に位置する楔前部へ投射する連合線維は、安静時の機能的結合性と関連性が高いことが明らかになった。現在、機能解析として神経線維束IPS-FGと関連の可能性が最も高いと考えられる高次視覚処理課題の解析をしている。
さらに、構造的解析として白質解剖を実施しており、Klingler法に準拠した凍結融解法を進めている。より正確に精緻に神経束を剖出できるように神経線維束の剥離方法について準備している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度は、今後の神経線維束追跡法（Tractography）での解析の基礎を作成するため、統計解析に十分な量の神経線維束を全脳にわたって再構築した。加えて、脳の脳溝・脳回をもとに構造的に解析し、頭頂間溝(IPS)や紡錘状回(FG)を細領域に区分して、神経線維束IPS-FGの各領域への投射の定量的な解析を実施した。次に、安静時神経ネットワーク(Resting State Network)における機能的結合性を解析した。この解析の結果からは安静時ネットワークに神経線維束IPS-FGとの顕著な関連性はなく、頭頂間溝IPSの内側に位置する楔前部との相関性が見られたため、この結果を英文国際誌に発表している。これらのことより、神経線維束IPS-FGは安静時神経ネットワークではなく課題時に関連する可能性を示唆しており、当初の予定である高次視覚情報処理課題に関連している可能性が高いと考えられ、来年度以降の解析の基礎となる成果である。
同時に、本研究では精緻な白質解剖によって脳神経画像解析の検証を行う予定であるが、本年度は主に脳神経画像の解析に多くの時間を費やし、白質解剖では準備作業の実施にとどまっているため、研究はやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は脳神経画像の解析として機能的解析を中心に行うことを予定している。本研究の対象である神経線維束IPS-FGは、高次感覚野と高次視覚野を結んでいるため、高次視覚情報処理課題に関連している可能性が高いと考えられ、この課題時の状態との相関関係の解析を行う。高次視覚情報処理課題として、図形認識や運動連想との関連性が高いと考えられ、これらを中心とした解析を実施していくことにより、その機能の一端を解明していく。
また、昨年度までに神経束追跡法(Tractography)によって神経線維束IPS-FGの構造的結合性(Structural connectivity)を明らかにした。今後、構造的解析については、脳回・脳溝の解析を踏まえて脳や神経線維束の標準化を行い、神経線維束IPS-FGの投射部位の特徴を明らかにしたいと考えている。さらに、これらの結果をもとに精緻な白質解剖によって神経線維束を剥離し、その周囲の神経線維束も併せて剖出を行う予定である。それにより、神経線維束の走行や投射部位の特徴、他の神経線維束との関連などの神経画像の解析との比較検証を行い、神経線維束IPS-FGの特徴を明らかにする。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
