2020 Fiscal Year Annual Research Report
安静時超高磁場MRI時系列エントロピー解析による自閉症者情報処理メカニズムの解明
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17H02191
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
鈴木 雄治 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (90529851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 謙一 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (70436773) [Withdrawn]
中村 ゆきみ 新潟大学, 脳研究所, 特別研究員 (70377208)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | エントロピー解析 / functional MRI / 自閉症 / 安静時賦活 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自閉症者の社会性の障害は、定型発達者が無意識に処理してしまうような環境の変化や刺激に対しても敏感に反応し、処理すべき情報の重み付けによる取捨選択が出来ないため情報が氾濫してしまい、外部に対する反応が鈍化すると考えられる。本研究では、脳の刺激受容性の度合いが安静時（無刺激時）の賦活パターンの複雑さ（高エントロピー状態） に反映されるとの考えに基づき、超高磁場磁気共鳴画像法（7T-MRI）による高分解能脳画像時系列データを用いて、自閉症脳における安静時賦活パターンのエントロピーを評価する。平成30年度までに、 ①撮像環境の整備 ②撮像条件の最適化及び撮像プロトコルの確定 ③解析法の検討の3項目につき、下記に記載したように具体的な解決に取り組んだ。 ①参加者、特に自閉症者が安静状態で撮像を受けられる環境を整えるため、初年度に整備した撮像時の騒音対策（ヘッドホンによるノイズキャンセリングシステムを導入）を用いて、撮像の際に生じる騒音の軽減を可能にする撮像方法を確立する。それらの条件にあわせて、MRIプレパレーションシステム「ゼロテスラ」を用いた撮像前の練習環境を整えた。 ②昨年度に行った撮像条件の最適化を更にすすめる。傾斜磁場のslew rateの低減などのパルスシークエンスのプログラム変更を行いながら撮像条件を最適化し、自閉症児にも適応可能なrs-fMRIの撮像プロトコルを確定する。今後、順次MRI撮像の参加者（健常ボランティア）の撮像を開始する。 ③エントロピー解析は主成分以外の固有値分布に着目しているが、この解析方法が機能解析に有用であることを、３T-MRI撮像データを用いて確認した。本年度は、成人及び小児（順次自閉症児を含め）実際のrs-fMRIデータを用いて、シミュレーションの結果と対比し並列計算機によるプログラム開発を進める。
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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
コロナウイルス感染症の影響で、定型発達者を含め対象者の撮像は滞った。しかしながら、この期間を利用して現在までに撮像したデータをもとに解析方法の確立は確実に進めることができ、特許申請に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
撮像方法・研究プロトコルの確立に関しては、７T-fMRIの特性を生かし、安定して撮像可能なシーケンスやプロトコルの検討を進め、実際に小児での撮像が実現可能となったため、コロナ禍ではあるが可能な限り撮像を進めていく。また、解析方法の確立には目処が立ち、自閉症児の安静時の脳機能の一端を解明するためにさらなる改善を行い、エントロピー解析のさらなる可能性を深めていく。
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