ヒト高次連合野の成熟前後における神経回路特性と神経可塑性の検証

• Project Area: Adolescent mind and self-regulation
• Project/Area Number: 24118506
• 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: Yokohama City University
• Principal Investigator: 中村 元昭 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (50464532)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000); Fiscal Year 2013: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2012: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: 経頭蓋磁気刺激法 / 神経可塑性 / 前頭前野 / 高次連合野 / 神経回路 / 思春期 / 神経画像 / 脳波

Research Abstract

平成25年4月以降は、経頭蓋磁気刺激法（TMS）と脳波を組み合わせたTMS-EEG実験（研究目的１および３）を中心に実施した（n=10）。TBSの前後でTMS誘発電位を測定したところ、N100、P180などの成分の振幅の経時的変化をとらえることができた。この予備的結果はTMS誘発電位が前頭連合野の興奮特性や可塑性を反映するバイオマーカーとしての可能性を示唆した。平成25年9月以降は、被験者負担が少なくTMS-EEG実験に特化した実験環境を追求した。新しい実験システムと研究プロトコールによって、TMSアーティファクトの混入が劇的に低減され、TMS誘発電位の超早期成分(N45など)の解析が可能となった。新規プロトコールを用いて、健常成人被験者計13名のデータを取得して、予備的解析を行い、平成26年3月の領域会議にて次の２点を報告した。１）TBS前後でTMS誘発電位を経時的に測定したところ、TBS群はベースラインとの郡内比較でも、シャム群との群間比較においても、N45成分の振幅においてTBSによる増幅効果が４０分程度確認された。２）TBS前後で認知機能課題を経時的に測定したところ、TBS群はベースラインとの郡内比較でも、シャム群との群間比較においても、TBSによる作動記憶課題の増強効果が４０分程度確認された。
本課題で検証されたTMS誘発電位を用いることで、前頭連合野の成熟前後で刺激応答特性や可塑性を比較することが可能となる。さらには、成熟への途上にある前頭連合野と共に過ごす思春期において、必要となる支援の方向性を提言できる可能性に期待している。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Altered orbitofrontal sulcogyral patterns in adult males with high-functioning autism spectrum disorders. (2014)
  • Author(s): Watanabe H, Nakamura M, Ohno T, Itahashi T, Tanaka E, Ohta H, Yamada T, Kanai C, Iwanami A, Kato N, Hashimoto R.
  • Journal Title: Social cognitive and affective neuroscience Volume: 9(4) Pages: 520-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Localized potentiation of sleep slow-wave activity induced by prefrontal repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with a major depressive episode. (2013)
  • Author(s): Saeki T, Nakamura M, Hirai N, Noda Y, Hayasaka S, Iwanari H, Hirayasu Y.
  • Journal Title: Brain stimulation Volume: 6(3) Pages: 390-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In search of the functional neuroanatomy of sociality: MRI subdivisions of orbital frontal cortex and social cognition. (2013)
  • Author(s): Nestor PG, Nakamura M, Niznikiewicz M, Thompson E, Levitt JJ, Choate V, Shenton ME, McCarley RW.
  • Journal Title: Social cognitive and affective neuroscience Volume: 8(4) Pages: 460-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potentiation on quantitative electroencephalograms following Prefrontal Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Patients with Major Depression. (2013)
  • Author(s): Noda Y, Nakamura M, Takashi Saeki T, Inoue M, Iwanari H, Kasai K.
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: 77(1-2) Pages: 70-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Localized potentiation of sleep slow-wave activity induced by prefrontal repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with a major depressive episode (2013)
  • Author(s): Saeki T
  • Journal Title: Brain stimulation Volume: 6(3) Issue: 3 Pages: 390-396
  • DOI: 10.1016/j.brs.2012.08.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Therapeutic Application of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Major Depression (2012)
  • Author(s): Nakamura M
  • Journal Title: Seishin Shinkeigaku Zasshi Volume: 114(11) Pages: 1131-1149
  • NAID: 10031156501
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuromodulation in clinical psychiatry; its history, present, and future (2012)
  • Author(s): Nakamura M
  • Journal Title: Japanese Journal of Biological Psychiatry Volume: 23 (2) Pages: 121-129
  • NAID: 130005395387
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Transcranial brain stimulation for major depression; present and near future (2014)
  • Author(s): 中村 元昭
  • Organizer: Yokohama International Symposium for Life Design and Engineering 2014
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Invited
• [Presentation] rTMSの科学的基盤 (2013)
  • Author(s): 中村 元昭
  • Organizer: 第109回日本精神神経学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
  • Year and Date: 2013-05-25
  • Invited
• [Presentation] rTMSの有効性を高めるには (2013)
  • Author(s): 中村 元昭
  • Organizer: 第109回日本精神神経学会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
  • Year and Date: 2013-05-24
  • Invited
• [Presentation] 「rTMSの有効性を高める」 シンポジウム29「ECTの進歩とrTMSへの期待」 (2013)
  • Author(s): 中村 元昭
  • Organizer: 第109回日本精神神経学会学術総会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Invited
• [Presentation] 「rTMSの科学的基盤」 トピックフォーラム17「うつ病に対するrTMS治療の有効な臨床応用にむけて」 (2013)
  • Author(s): 中村 元昭
  • Organizer: 第109回日本精神神経学会学術総会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
• [Presentation] Structural and functional brain alterations induced by prefrontal repetitive transcranial magnetic stimulation possibly associated with its antidepressant effect. (2013)
  • Author(s): Nakamura M, Noda Y, Saeki T, Hayasaka S, Izuno T, Iwanari H, Hirayasu Y.
  • Organizer: Neuro 2013
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都府京都市）
• [Presentation] Structural brain alterations induced by prefrontal repetitive transcranial magnetic stimulation potentially associated with its antidepressant effect. (2013)
  • Author(s): Nakamura M, Noda Y, Saeki T, Hayasaka S, Izuno T, Iwanari H, Hirayasu Y.
  • Organizer: 11th World Congress of Biological Psychiatry (WFSBP)
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都府京都市）
• [Presentation] ランチョンセミナー2 『精神科治療学におけるニューロモデュレーションの歴史と現在』 (2013)
  • Author(s): 中村 元昭
  • Organizer: 第15回日本ヒト脳機能マッピング学会
  • Place of Presentation: 東京大学伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • Invited
• [Presentation] シンポジウム7「ECT/TMSの今後」「rTMSの臨床導入に向けて（オープン試験での臨床経験から）」 (2013)
  • Author(s): 中村 元昭
  • Organizer: 第26回日本総合病院精神医学会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府京都市）
  • Invited
• [Presentation] rTMSの作用機序－主に脳形態画像と脳波の側面から－ (2012)
  • Author(s): 中村 元昭
  • Organizer: 第34回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県）
  • Year and Date: 2012-09-28
  • Invited
• [Remarks] 神奈川県立精神医療センター 臨床研究室
  • URL: http://seishin.kanagawa-pho.jp/neuromodulation/