2018 Fiscal Year Annual Research Report
Neuroimaging of will-power
| Project Area | Creation and Promotion of the Will-Dynamics |
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16H06402
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| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
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Principal Investigator |
尾内 康臣 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 教授 (40436978)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植木 美乃 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (40467478)
大石 直也 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40526878)
杉原 玄一 京都大学, 医学研究科, 助教 (70402261)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | モチベーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①モチベーションに関連したPET・MRIイメージング：モチベーションに関連する神経伝達物質であるセロトニン神経系について、セロトニントランスポーターPETリガンドを用いて健常人と神経疾患患者で病態研究を行った。モチベーション課題を用いて精神神経疾患とセロトニンや脳の組織障害を反映するミクログリアの活性化を調べそれらの関係を調べた。さらにtDCS（経頭蓋直流電流刺激法）を用いて脳局所を刺激し、意欲などの意志力と関係する分子機構を調べた。さらに意志力と関連する感情のアンダーマインニング効果の分子メカニズムの研究に着手した。課題fMRIおよび安静時fMRIを用いて、摂食障害における報酬・損失に対する脳活動の評価、健常者における意志力ネットワークの評価を行った。また、安静時fMRIを用いてレム睡眠期行動異常症における運動感覚ネットワークの変容、さらには意志力と辺縁系ループの関連性について検討した。7T-MRI装置を用いた高空間・時間分解能MRIのデータ収集に着手した。
②脳MRIコネクトーム解析技術の開発：機能的MRIコネクトーム解析の精度向上のため、sliding windowを用いた意志力ネットワークの時間的変動を評価する動的ネットワーク解析システムを構築した。また、小さな関心領域の評価に適したコネクトーム解析フレームワークを構築した。
③画像データを用いた機械学習技術の開発：多施設・多MRIスキャナのデータから汎化性を高めるための施設間差除去手法を開発した。また、深層学習を脳イメージングに応用するための基盤を確立し、画像データの信号雑音比を向上する技術開発、高精度セグメンテーション技術、画像から意志力に関連した疾患や心理指標の予測技術などを開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
①セロトニントランスポーターに結合する11C-DASB-PETおよびMRI-VBMを用いて健常人および摂食障害患者の計測を終了し、その成果を年度末に投稿することができた。また、tDCSの脳刺激研究に関しては、前頭前野へのtDCS刺激により刺激側の腹側線条体でのドパミン放出が上昇することが示され、注意の程度と相関することがわかった。この成果は論文に出版することができた。
②脳MRIコネクトームの精度を向上するための複数の手法を新たに構築し、健常者のインターネット過剰使用と意志力ネットワーク関する知見を論文報告するなど、当初の計画通りに進展している。
③多施設・多スキャナのMRIデータから施設間差の影響を除去することで効果的に統合失調症を層別化しうることを検証できた。さらに、深層学習を用いて複数のMRI解析技術を確立するなど、当初の計画通りに進展している。
上記を鑑み、計画はおおむね順調に進展しているものと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究はおおむね順調に行われているため、2019年度も基本的には当初の研究計画に基づいて研究を進める。すなわち、①モチベーションに関連したPET・MRIイメージングに関して、H30年度の疾患（摂食障害と統合失調症）に加え、うつや引きこもりなどの意志力の低下した疾患群の分子メカニズムを明らかにする。また、内発的動機づけに着目したPET・MRI研究を継続して、意志力に関係する意欲やその障害に関連する神経基盤の解明を継続する。②脳MRIコネクトーム解析技術の開発に関して、現在取得中の課題・安静時fMRIやDTIのみならず、新たに収集中の7T-MRIに対しても現在の解析システムを適応し、必要に応じてさらなる改良を加えていく。③画像データを用いた機械学習技術の開発に関して、これまで開発した技術を様々な疾患に応用していくとともに、意志力に関連するバイオマーカー探索のために深層学習を用いた手法開発を継続して行う。
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[Journal Article] 18F-FPYBF-2, a new F-18 labelled amyloid imaging PET tracer - First experience in 61 volunteers and 55 patients with dementia -2018
Author(s)
Higashi T, Nishii R, Kagawa S, Kishibe Y, Takahashi M, Okina T, Suzuki N, Hasegawa H, Nagahama Y, Ishizu K, Oishi N, Kimura H, Watanabe H, Ono M, Saji H, Yamauchi H.
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Journal Title
Ann Nucl Med
Volume: 32
Pages: 206-216
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] 8F-FPYBF-2, a new F-18 labelled amyloid imaging PET tracer - Biodistribution and radiation dosimetry assessment of first-in-man 18F-FPYBF-2 PET imaging -2018
Author(s)
Nishii R, Higashi T, Kagawa S, Okuyama C, Kishibe Y, Takahashi M, Okina T, Suzuki N, Hasegawa H, Nagahama Y, Ishizu K, Oishi N, Kimura H, Watanabe H, Ono M, Saji H, Yamauchi H.
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Journal Title
Ann Nucl Med
Volume: 32
Pages: 256-263
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Montreal Cognitive Assessment Score Correlates with Regional Cerebral Blood Flow in Post-stroke Patients2018
Author(s)
Nakaoku Y, Oishi N, Hase Y, Hase M, Saito S, Mitsueda T, Matsui M, Toyoda K, Nagatsuka K, Kalaria RN, Fukuyama H, Ihara M, Takahashi R
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Journal Title
Clin Neurol Neurosurg
Volume: 174
Pages: 68-74
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Effect of physical state on pain mediated through emotional health in rheumatoid arthritis2018
Author(s)
Nakagami Y, Sugihara G, Takei N, Fujii T, Hashimoto M, Murakami K, Furu M, Ito H, Uda M, Torii M, Nin K, Murai T, Mimori T
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Journal Title
Arthritis Care Res
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Predicting clinical outcomes of acute ischemic stroke due to large vessel occlusion: The approach to utilize high-dimensional neuroimaging data as a whole with deep learning2018
Author(s)
Hidehisa Nishi, Naoya Oishi, Akira Ishii, Isao Ono, Takehiro Katano, Yu Abekura, Hideo Chihara, Yukihiro Yamao, Masakazu Okawa, Takayuki Kikuchi, Taketo Hatano, Ichiro Nakahara, Susumu Miyamoto.
Organizer
International Stroke Conference 2019
Int'l Joint Research
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