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New approaches to brain plasticity and functional recovery: clinical research to avoid surgical complications

Research Project

Project/Area Number 23K08533
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

露口 尚弘  近畿大学, 大学病院, 非常勤講師 (50295705)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮内 正晴  近畿大学, 医学部, 助教 (40709325)
小山 大介  金沢工業大学, 先端電子技術応用研究所, 准教授 (60569888)
宇田 武弘  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 講師 (70382116)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordshigh gamma activity / SEEG / MEG / epilepsy / glioma / brain mapping / 脳機能マッピング / 可塑性 / 高周波活動 / 脳磁図 / 覚醒下手術
Outline of Research at the Start

脳の可塑性にかかわる解剖学的生理学的因子を見つけ出すには、新しい手法の開発が必要であるが、普及している検査との組み合わせも重要である。脳外科手術を必要とする症例にたいし,手術前後でMRIによる白質線維を含む解剖構造画像、fMRIによる機能画像、脳磁図による課題遂行時の電気生理学的情報、さらに脳表留置電極や定位的深部電極による課題遂行時の脳波を収集することで,神経損傷にたいする回復可能性に関わる因子を明らかにする。また脳の可塑性について脳活動に伴い出現する高周波帯域信号(HGA:high gamma activity)を評価し、その有用性を確立することも目的の一つである。

Outline of Annual Research Achievements

侵襲が加わった神経機能領域の回復の可能性を解剖学的構造と神経生理学的機能を統合的に解析し手術前に予測することが本研究の目的である。
本年度は、定位的深部電極(SEEG:stereotactic EEG)を施行した4例の前頭葉および側頭葉患者に対し解析をおこなった。目標部位は補足運動野、言語野、海馬とし次に示すデータを収集した。1. MRIのFLAIR、DWI、DTIなどによる解剖学的画像 2. FDG-PETによる糖代謝 3. MEGによる言語、運動、記憶課題の遂行による周波数解析とコヒーレンス解析 4. 覚醒下手術での課題遂行にたいする皮質電極および深部電極から高周波帯域信号(HGA:high gamma activity)の検出 5. 留置電極またはSEEGのベッドサイドモニタリング中における課題遂行でのHGAの検出。
SEEGでのHGAとMEG同時記録の報告は少なく、初年度として学会報告を中心に行なった。HGAの描出が明瞭な聴覚野と一次運動野については手術を行なっていない。前者については両側支配であるため摘出可能かはまだ不明である。補足運動野についてはタスクの刺激直後はHGAが顕著に出現するが、タスクが継続するとHGAの反応が消失する。この部位の摘出では、術後一過性に神経症状の悪化を認めるがやがて回復する。HGAの減衰部位は可塑性があり摘出可能性と仮定できるがさらなる検証が必要である。言語野においてはHGAを明瞭に検出できず、SEEGは硬膜下電極よりも不利であることは確かではあるが、SEEGが適切な位置に挿入されていなかった可能性がある。海馬における記憶タスクではHGAの記録ができず今後の検証が必要である。白質と摘出部位の関係が十分に検討できなかったため今後の追加研究が必要である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

機能野に関連した部位での摘出が必要な症例が少ないため十分なデータ数を確保できなかった。特に初年度は適切な脳腫瘍例がなかった。
HGAの検出装置の不具合とメンテナンスのため初年度後半でのテータが十分に取れていない。
ソフトウェアのアップデートを必要とした。
MEGとSEEGの同時記録では雑音が多くデータ収集が不安定であったため、機能野における評価までは行えなかった。

Strategy for Future Research Activity

データ収集は従来通りの方法で遂行する。
対象症例数の増加と適切な選択を行う。特に機能野に関係する領域の手術が必要な症例数を増やす。
HGA検出装置のメンテナンスとソフトウェアのアップデートをおこなう。
雑音が少ない信頼性の高いデータを収集するためにMEGとSEEGの同時記録の手法を確立する。
機能野同定のためのタスクを工夫する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 特集 脳神経外科医が知っておきたい-てんかんのすべて Ⅳ 脳神経外科医が知っておきたいてんかん治療 内側側頭葉てんかんに対する外科治療-手術に必要となる解剖学的理解を中心に2023

    • Author(s)
      Uda T, Kunihiro N, Tanoue Y, Kojima Y, Kawashima T, Umaba R, Uda H, Koh S, Goto T
    • Journal Title

      Neurological Surgery 脳神経外科

      Volume: 51 Issue: 1 Pages: 105-114

    • DOI

      10.11477/mf.1436204721

    • ISSN
      0301-2603, 1882-1251
    • Year and Date
      2023-01-10
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrode Tip Shift During the Stereotactic Electroencephalography Evaluation Period with Boltless Suture Fixation2023

    • Author(s)
      Yindeedej V, Uda T, Kawashima T, Koh S, Tanoue Y, Kojima Y, Goto T
    • Journal Title

      World Neurosurg

      Volume: 175 Pages: 1210-1219

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2023.04.099

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of Ultra-Low Field Magnetic Resonance Imaging System at 1 mT2023

    • Author(s)
      D. Oyama, N. Tsuyuguchi, J. Hirama, Y. Adachi, J. Kawai
    • Journal Title

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      Volume: 47 Pages: 118-127

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Clinical Trial of Automated Magnetoencephalography Analysis for Epilepsy2023

    • Author(s)
      Naohiro Tsuyuguchi
    • Organizer
      ISACM and JBBS 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetic Resonance Imaging Using a Magnetoresistive Sensor with a Flux Transformer2023

    • Author(s)
      Daisuke Oyama, Yoshiaki Adachi, Naohiro Tsuyuguchi
    • Organizer
      Intermag 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SEEGを用いた脳深部てんかん焦点にたいする脳磁図の検討2023

    • Author(s)
      露口 尚弘, 宇田 武弘
    • Organizer
      第56回日本てんかん学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 非言語半球難治てんかんに対してリアルタイムHGAマッピング陽性領域切除により言語機能障害を呈した一例2023

    • Author(s)
      藤本 滉一郎, 宮内 正晴, 中野 直樹, 髙橋 淳, 露口 尚弘
    • Organizer
      日本脳神経外科学会第82回学術総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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