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脳皮質電位と白質画像融合による顔・表情認知システムの解明

Publicly Offered Research

Project AreaClarification of the mechanism of face recognition by interdisciplinary research
Project/Area Number 23119701
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionAsahikawa Medical College

Principal Investigator

鎌田 恭輔  旭川医科大学, 医学部, 教授 (80372374)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords脳皮質電位 / 顔認知 / 視覚認知 / 高周波律動 / 標準化 / 自動判別
Outline of Annual Research Achievements

頭蓋内脳表電極留置を用いて、視覚刺激の認知課題により誘発される皮質電位(認知ECoG)計測を行った。難治性てんかん40症例に頭蓋内電極を埋め込み、ECoG,計測を行った。視覚刺激はストライプ、単語、図形、顔認知を用いた。SPM8を用いて個人MRI脳を標準化し、その変換関数を用いて個人頭部CT(電極)に同様の座標変換を行った。このECoG標準化により高密度電極分布表示し認知課題別のhighγ帯域活動 (HGA)のダイナミクステンプレートを作成した。ストライプでは後頭極付近のみ、顔認知では側頭葉底部を広く、かつ外側にまでHGAが広がった。文字読みでは後頭極-側頭葉内側部へのHGAの広がりを認めた。左右に電極留置した患者では顔認知では右底部、文字認知では左底部が有意なHGAを認めた。標準脳上側頭葉底部の電極を用いた視覚課題クラス分けは、顔・文字、図形(chance rate 33.3%)では90%以上の正答率であった。MRI(fMRI)とECoGの電気生理現象を比較した。標準脳において言語課題 fMRIの有意なBlood Oxygenation Level Dependent (BOLD)上昇のあるECoG電極を選択して、HGAとBOLDを比較した。両者間には正の相関(R=0.57)を認め、前頭葉と側頭葉ECoG電極間ではHGAのピーク値は違いはなかった。前頭葉ではHGAが側頭葉(600ms以内)に比して1000-1500msと有意に長く時間現れていた。この違いはfMRI解析上で前頭葉活動が側頭葉に比して活動が強い、優位性を示唆する所見であった。fMRIによるBOLD信号の脳機能解析への応用は、実際の電気的活動のダイナミクスを考慮することが重要かつ、さらに正確な脳信号解読につながると期待できる。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (58 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (26 results) (of which Peer Reviewed: 23 results,  Open Access: 1 results) Presentation (32 results) (of which Invited: 21 results)

  • [Journal Article] Characteristic profiles of high gamma activity and blood oxygenation lev-el-dependent responses in various language areas2013

    • Author(s)
      Kunii N, Kamada K, Ota T, Kawai K, SaitoN
    • Journal Title

      Neuro Image

      Volume: 65 Pages: 242-249

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2012.09.059

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    • Author(s)
      Kunii N, Kamada K, Ota T, Greenblatt RE, Kawai K, Saito N
    • Journal Title

      Federation of Clinical Neurophysiology

      Volume: 124 Issue: 1 Pages: 91-100

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2012.06.006

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      鎌田恭輔、他4名
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      Koga T, Maruyama K, et.al
    • Journal Title

      Int J Radiat Oncol Biol Phys

      Volume: 82 Issue: 2 Pages: 799

    • DOI

      10.1016/j.ijrobp.2010.11.046

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      Kayama T, Kamada K (10番目), 他26名
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      Neurologia medico-chirurgica (Tokyo)

      Volume: 52(3) Pages: 119-141

    • NAID

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      Volume: 123 Issue: 11 Pages: 2116-2121

    • DOI

      10.1016/j.clinph.2012.06.008

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    • NAID

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      Koga T, Shin M, Maruyama K, Kamada K, Ota T, Itoh D, Kunii N, Ino K, Aoki S, Masutani Y, Igaki H, Onoe T, Saito N
    • Journal Title

      Int J Radiat Oncol Biol Phys

      Volume: 83 Issue: 1 Pages: 129

    • DOI

      10.1016/j.ijrobp.2011.05.036

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      Ota T, Kamada K, Kawai K, Yumoto M, AokiS, Saito N
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      Br J Neurosurg

      Volume: 25 Issue: 2 Pages: 197-202

    • DOI

      10.3109/02688697.2010.505986

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      Kunii N, Kamada K, Ota T, Kawai K, SaitoN
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      Neurosurgery

      Volume: 69 Issue: 3 Pages: 590-596

    • DOI

      10.1227/neu.0b013e3182181be1

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      World Neurosurgery

      Volume: 57(1) Issue: 1 Pages: 114-121

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2010.09.020

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      10029138205

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    • Year and Date
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    • Year and Date
      2012-11-01
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    • Year and Date
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      大阪
    • Year and Date
      2012-10-18
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      札幌
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      鎌田恭輔
    • Organizer
      第64回新潟画像医学研究会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Related Report
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    • Invited
  • [Presentation] 神経機能画像の脳神経外科手術応用の現状と展望

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第21回関西脳神経外科セミナー
    • Place of Presentation
      大阪
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    • Invited
  • [Presentation] 画像Fusion技術を応用した血管壁特性の検出法の現状

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第40回日本脳卒中の外科学会 ランチョンセミナー
    • Place of Presentation
      京都
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    • Invited
  • [Presentation] 機能画像・モニタリングを融合脳機能温存・虚血回避を目指した手術

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第40回日本脳卒中の外科学会 ランチョンセミナー
    • Place of Presentation
      京都
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    • Invited
  • [Presentation] 機能解剖と神経画像の応用によるADVANCED NEUROSURGERY

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第42回南大阪脳神経外科研究会
    • Place of Presentation
      大阪
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    • Invited
  • [Presentation] 機能画像・モニタリング手術戦略の神経科学への応用

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第25回中国四国脳腫瘍研究会
    • Place of Presentation
      松江
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    • Invited
  • [Presentation] ニューロサイエンスと外科融合による頭蓋内疾患へのアプローチ

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第62回日本脳神経外科学会近畿支部学術集会特別講演
    • Place of Presentation
      千里
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    • Invited
  • [Presentation] 機能画像と電気生理学の応用によるADVANCED NEUROSURGERY

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第10回苫小牧脳神経外科医会
    • Place of Presentation
      苫小牧
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    • Invited
  • [Presentation] ECoGによる認知情報デコーディング

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      平成23年度 統計数理研究所共同研究集会
    • Place of Presentation
      立川
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    • Invited
  • [Presentation] NeuroscienceとSurgery融合による脳神経外科治療

    • Author(s)
      鎌田恭輔
    • Organizer
      第40回倉敷脳疾患研究会
    • Place of Presentation
      倉敷
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    • Invited

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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