脳溝形成の個人差に着目した早産児神経発達予後予測モデルの開発

• Project Area: Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality
• Project/Area Number: 19H04900
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 城所 博之 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20647466)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 脳回形成 / 脳溝形成 / 早産児 / 神経発達症 / 中心溝 / 脳溝解析 / 脳溝 / MRI / 神経発達

Outline of Research at the Start

ヒトの大脳の脳溝パターンは遺伝要因と環境要因が織りなすフィンガー・プリント（指紋）であり、脳溝パターンには個性が宿る。近年、ヒト成人の脳溝パターンと認知機能や神経発達症との関連が報告され始めている。本研究は、環境要因が強く反映するヒト早産児の多様な脳溝パターンと多彩な神経発達症との関係を最新のMRI技術から明らかにし、脳溝パターンに着目した神経発達予後予測モデルを開発する。さらに、最近私達が見出した「特異な中心溝」をもつ早産児の運動機能、高次脳機能を明らかにすることで、個々の脳溝パターンの臨床意義を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

ヒト胎生期の脳発生発達の中で、もっともダイナミックかつヒト特異的なプロセスの一つが大脳皮質の脳溝形成である。ヒトの脳溝がどのような機序で形成され、なぜバリエーションが生まれるか、という問いはヒトの脳の発生発達を考える上で重要な研究課題であり、近年、ヒト成人の脳溝パターンと認知機能や神経発達症との関連が報告され始めている。
私達はこれまで、ヒト早産児の脳構造や脳機能の変容を、様々なMRI撮像法を駆使し明らかにしてきた。早産児（特に、超早産児）には、自閉スペクトラム症や知的発達症を含む神経学的後障害が高率（～50%）に観察される。最近私達は、修正40週前後の脳画像解析から、早産児の皮質容量、脳表面積や脳回指数は正期産児と比較し低値であることを明らかにしてきた。しかし、どの領域の、どのような脳溝パターンが早産児の神経学的後障害と関連するのか、個々の脳溝パターンのバリエーションから個別に予後を推定しうるか、とうい課題は未解決である。
本研究課題では、脳構造MRIを用いて、まず、1) 早産出生児に高率な神経発達症と関連する脳溝パターンを6歳時の構造MRIから明らかにし、次に、2) 中心溝に着目し、私たちが見出した特異な中心溝を有する超早産児の臨床像を明らかにすることを目的とした。
結果、45例の早産児のうち、中心溝の形成異常を5例（11％）に認めた。しかし、これらの異常を認める児と認めない児において、6歳児の神経学的予後において明らかな差を見いだせなかった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Intrauterine exposure to chorioamnionitis and neuroanatomical alterations at term-equivalent age in preterm infants (2023)
  • Author(s): Nosaka Rena、Ushida Takafumi、Kidokoro Hiroyuki、Kawaguchi Masahiro、Shiraki Anna、Iitani Yukako、Imai Kenji、Nakamura Noriyuki、Sato Yoshiaki、Hayakawa Masahiro、Natsume Jun、Kajiyama Hiroaki、Kotani Tomomi
  • Journal Title: Archives of Gynecology and Obstetrics Volume: - Issue: 5 Pages: 1909-1918
  • DOI: 10.1007/s00404-023-07064-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypertensive disorders of pregnancy and alterations in brain metabolites in preterm infants: A multi-voxel proton MR spectroscopy study (2021)
  • Author(s): Katsuki Satoru、Ushida Takafumi、Kidokoro Hiroyuki、Nakamura Noriyuki、Iitani Yukako、Fuma Kazuya、Imai Kenji、Nakano-Kobayashi Tomoko、Sato Yoshiaki、Hayakawa Masahiro、Natsume Jun、Kajiyama Hiroaki、Kotani Tomomi
  • Journal Title: Early Human Development Volume: 163 Pages: 105479-105479
  • DOI: 10.1016/j.earlhumdev.2021.105479
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Physical functions and gait performance in school-aged children born late preterm (2021)
  • Author(s): Ito Yuji、Ito Tadashi、Sugiura Hideshi、Kidokoro Hiroyuki、Sugiyama Yuichiro、Mizusawa Jun、Natsume Jun、Noritake Koji、Kato Yuichi、Ochi Nobuhiko
  • Journal Title: Early Human Development Volume: 163 Pages: 105478-105478
  • DOI: 10.1016/j.earlhumdev.2021.105478
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Trajectory of the incidence of brushes on preterm electroencephalogram and its association with neurodevelopment in extremely low birth weight infants (2021)
  • Author(s): Maeda T, Kidokoro H, Tachibana T, Shiraki A, Yamamoto H, Nakata T, Fukasawa T, Kubota T, Sato Y, Kato T, Natsume J, Okumura A, Hayakawa M.
  • Journal Title: Brain Dev Volume: 43 Issue: 10 Pages: 979-987
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2021.07.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact of maternal hypertensive disorders of pregnancy on brain volumes at term-equivalent age in preterm infants: A voxel-based morphometry study. (2021)
  • Author(s): Ushida T, Kidokoro H, Nakamura N, Katsuki S, Imai K, Nakano-Kobayashi T, Moriyama Y, Sato Y, Hayakawa M, Natsume J, Kajiyama H, Kotani T.
  • Journal Title: Pregnancy hypertension Volume: 25 Pages: 143-149
  • DOI: 10.1016/j.preghy.2021.06.003
  • NAID: 120007190673
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bilateral asymmetry in the gait deviation index in school-aged children with the trait of developmental coordination disorder (2021)
  • Author(s): Ito Tadashi、Ito Yuji、Nakai Akio、Sugiura Hideshi、Noritake Koji、Kidokoro Hiroyuki、Natsume Jun、Ochi Nobuhiko
  • Journal Title: Gait & Posture Volume: 88 Pages: 174-179
  • DOI: 10.1016/j.gaitpost.2021.05.027
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Age estimates from brain magnetic resonance images of children younger than two years of age using deep learning (2021)
  • Author(s): Kawaguchi M, Kidokoro H, Ito R, Shiraki A, Suzuki T, Maki Y, Tanaka M, Sakaguchi Y, Yamamoto H, Takahashi Y, Naganawa S, Natsume J
  • Journal Title: Magn Reson Imaging Volume: 79 Pages: 38-44
  • DOI: 10.1016/j.mri.2021.03.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Delta brushes are not just a hallmark of EEG in human preterm infants (2021)
  • Author(s): Kidokoro Hiroyuki
  • Journal Title: Pediatrics International Volume: 63 Issue: 2 Pages: 130-136
  • DOI: 10.1111/ped.14420
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of spontaneous electrical activity on the developing cortex (2020)
  • Author(s): Kidokoro Hiroyuki
  • Journal Title: Pediatrics International Volume: 62 Issue: 10 Pages: 1131-1132
  • DOI: 10.1111/ped.14407
• [Journal Article] Subsecond EEG-fMRI analysis for presurgical evaluation in focal epilepsy (2020)
  • Author(s): Ito Yuji、Maesawa Satoshi、Bagarinao Epifanio、Okai Yu、Nakatsubo Daisuke、Yamamoto Hiroyuki、Kidokoro Hiroyuki、Usui Naotaka、Natsume Jun、Hoshiyama Minoru、Wakabayashi Toshihiko、Sobue Gen、Ozaki Norio
  • Journal Title: Journal of Neurosurgery Volume: 13 Issue: 4 Pages: 1-10
  • DOI: 10.3171/2020.1.jns192567
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Splenial lesions in benign convulsions with gastroenteritis associated with rotavirus infection (2019)
  • Author(s): Ogawa Chikako、Kidokoro Hiroyuki、Ishihara Naoko、Tsuji Takeshi、Kurahashi Hirokazu、Hattori Ayako、Suzuki Motomasa、Ogaya Shunsuke、Ito Yuji、Fukasawa Tatsuya、Kubota Tetsuo、Okumura Akihisa、Saitoh Shinji、Natsume Jun
  • Journal Title: Pediatric Neurology Volume: 9 Pages: 79-84
  • DOI: 10.1016/j.pediatrneurol.2019.05.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thirteen-Year Outcomes in Very Preterm Children Associated with Diffuse Excessive High Signal Intensity on Neonatal Magnetic Resonance Imaging (2019)
  • Author(s): Murner-Lavanchy Ines M.、Kidokoro Hiroyuki、Thompson Deanne K.、Doyle Lex W.、Cheong Jeanie L.Y.、Hunt Rod W.、Inder Terrie E.、Anderson Peter J.
  • Journal Title: The Journal of Pediatrics Volume: 206 Pages: 66-71.e1
  • DOI: 10.1016/j.jpeds.2018.10.016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Association of gray matter volume in preterm infants with neurodevelopmental outcomes (2019)
  • Author(s): Hiroyuki Kidokoro, Miharu Ito, Takafumi Ushida, Yoshiaki Sato, Hiroyuki Yamamoto, Tomohiko Nakata, Yukako Muramatsu, Akiko Saito, Yu Okai, Masaharu Tanaka, Yoko Sakaguchi, Yuki Maki, Masahiro Kawaguchi, Takashi Suzuki, Tatsuya Fukasawa, Tetsuo Kubota, Toru Kato, Akihisa Okumura, Masahiro Hayakawa, Jun Natsume
  • Organizer: Pediatric Acadimic Society meeting
• [Presentation] The pathophysiology of preterm brain injuries: from PVL to encephalopathy of prematurity (2019)
  • Author(s): Hiroyuki Kidokoro
  • Organizer: Infantile Seiuzre Society
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] NICU環境と超早産児脳の発達 (2019)
  • Author(s): 城所博之
  • Organizer: 超早産児神経発達症研究会
  • Invited
• [Presentation] 超早産児IVHの神経発達予後 (2019)
  • Author(s): 城所博之
  • Organizer: 新生児成育医学会総会
  • Invited