Complex network structure in dementia: a graph theoretical analysis.

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K09944
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology
• Principal Investigator: 下地 啓五 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (20348931)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 脳MRI / 拡散MRI / 複雑ネットワーク / グラフ理論

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では3D-T1強調像と拡散テンソル像の両方を用いてグラフ理論を用いた複雑ネットワーク解析を行っている。複雑ネットワーク解析では最初に全脳に関心領域を設定し、拡散テンソルトラクトグラフィーを行うことで関心領域間の結合の強さを計量する。次に関心領域間の結合の強さをグラフ理論を用いて解析し、脳全体を１つの複雑ネットワークとみなして、疾患特異的なネットワーク特性があるか検討している。ネットワーク特性の解析と並行してq-space imaging(QSI)による脳微細構造の検討も進めている。今回の検討ではTGが高いほど半値幅；full width at half maximum(dFWH)が優位に上昇していた。また桿状核好中球が高いほどdFWHが優位に上昇していた。また分節核好中球が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またシスタチンＣが高いほどdFWHが優位に上昇していた。またIRI-60が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またCPR-60が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またIRI-210が高いほどdFWHが優位に上昇していた。しかしLDLが高いほどdFWHが優位に低下し、VO2PEAK(ml/kg/min)が高いほどdFWHが優位に低下していたまた分節核好中球が高いほどmax probability(maxP)が優位に低下していた。またIRI-60が高いほどmaxPが優位に低下していた。またCPR-60が高いほどmaxPが優位に低下していた。またIRI-210が高いほどmaxPが優位に低下していた。またgul-30が高いほどmaxPが優位に低下していた。脳白質のQSIと臨床指標の関連について、学会発表、論文化を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Connectome analysis with diffusion MRI in idiopathic Parkinson's disease: Evaluation using multi-shell, multi-tissue, constrained spherical deconvolution. (2017)
  • Author(s): Kamagata K, Zalesky A, Hatano T, Di Biase MA, El Samad O, Saiki S, Shimoji K, Kumamaru KK, Kamiya K, Hori M, Hattori N, Aoki S, Pantelis C.
  • Journal Title: Neuroimage Clin. Volume: Nov 10; 17: Pages: 518-529
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2017.11.007.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Impaired prefrontal activity to regulate the intrinsic motivation-action link in schizophrenia. (2017)
  • Author(s): Takeda K, Matsumoto M, Ogata Y, Maida K, Murakami H, Murayama K, Shimoji K, Hanakawa T, Matsumoto K, Nakagome K.
  • Journal Title: Neuroimage Clin. Volume: Jul 4;16: Pages: 32-42
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2017.07.003.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Beyond the midbrain atrophy: wide spectrum of structural MRI finding in cases of pathologically proven progressive supranuclear palsy. (2017)
  • Author(s): Sakurai K, Kanoto M, Nakagawa M, Shimohira M, Tokumaru AM, Kameyama M, Shimoji K, Morimoto S, Matsukawa N, Nishio M, Shibamoto Y.
  • Journal Title: Neuroradiology. Volume: May;59(5): Pages: 431-443
  • DOI: 10.1111/head.13075.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Predictors of Recovery from Traumatic Brain Injury-Induced Prolonged Consciousness Disorder. (2017)
  • Author(s): Abe H, Shimoji K, Nagamine Y, Fujiwara S, Izumi SI.
  • Journal Title: Neural Plast. Volume: 2017 Pages: 9358092
  • DOI: 10.1155/2017/9358092.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Longitudinal study examining abnormal white matter integrity using a tract-specific analysis in individuals with a high risk for psychosis. (2017)
  • Author(s): Saito J, Hori M, Nemoto T, Katagiri N, Shimoji K, Ito S, Tsujino N, Yamaguchi T, Shiraga N, Aoki S, Mizuno M.
  • Journal Title: Psychiatry Clin Neurosci. Volume: Aug;71(8): Pages: 530-541
  • DOI: 10.1111/pcn.12515.
• [Journal Article] Adverse effects of metallic artifacts on voxel-wise analysis and tract-based spatial statistics in diffusion tensor imaging. (2017)
  • Author(s): Goto M, Abe O, Hata J, Fukunaga I, Shimoji K, Kunimatsu A, Gomi T.
  • Journal Title: Acta Radiol. Volume: Feb;58(2): Pages: 211-217.
  • DOI: 10.1177/0284185116641348.
• [Journal Article] Volume of Interest Analysis of Spatially Normalized PRESTO Imaging to Differentiate between Parkinson Disease and Atypical Parkinsonian Syndrome. (2017)
  • Author(s): Sakurai K, Imabayashi E, Tokumaru AM, Ito K, Shimoji K, Nakagawa M, Ozawa Y, Shimohira M, Ogawa M, Morimoto S, Aiba I, Matsukawa N, Shibamoto Y.
  • Journal Title: Magn Reson Med Sci. Volume: Jan 10;16(1): Pages: 16-22
  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2015-0132.