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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Enhancement of rehabilitation for spinal cord injury

Research Project

Project/Area Number 18H04085
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

貴島 晴彦  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (10332743)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西村 幸男  公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, プロジェクトリーダー (20390693)
谷 直樹  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (20598370)
柳澤 琢史  大阪大学, 高等共創研究院, 教授 (90533802)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords脊髄損傷 / 脳磁図 / 霊長類モデル / バイオマーカー / 頭蓋内電極 / ニューロフィードバック
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、脊髄損傷後の代償性神経回路形成における大脳皮質活動の役割を解明し、それらを効果的に促進する治療法の開発を行うことを目的とする。そのため、脊髄損傷患者を対象とした研究と脊髄損傷動物モデルを対象とする研究を並行して行なっている。
脊髄損傷患者を対象とする研究では、脊髄損傷患者のこれまで測定したものと新規に測定した脳磁図の検査のデータをデータベースに格納している。これらを解析し、健常コントロールを比較したところ、脊髄損傷患者に特徴的な複数の生理学的特徴量の変化を見出している。また、経時的に脳磁図を測定している患者からの解析により、機能回復に関連する特徴量についての候補をあげ、これらを検証している。
動物モデルの研究では、これまでにアカゲザル4頭に繰り返し運動ができる様にモンキーチェアに固定しトレーニングを行なった。これは、右手のみで繰り返し餌を獲得する課題である。課題が遂行できることを確認し、その後、頭蓋内に電極を留置する手術を行い、脊髄損傷のない状態、脊髄損傷直後、回復期、亜急性期での運動課題での皮質脳波の変化を計測した。新たな脊髄損傷モデルを確立するために訓練時の姿勢の確認や損傷高位の確認方法等を工夫し脊髄損傷からの回復モデルを確立した。この動物について右手の運動時の脳信号について解析を行い、生理学的な特徴量を見出している。特に術後徐々に右上肢機能が改善する過程の脳活動では、回復中期~後期、脊髄損傷後早期~回復後期において回復と関連して変化する指標を同定した。現在、脊髄損傷患者との対比を行うとともに、もう1頭の計測を開始している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

脊髄損傷の患者を対象とした脳磁図の測定条件の決定にやや難渋したがこれを克服した。また動物モデルの研究もほぼ予定通りに進んでいる。総合的にはこれま
でのところ順調に進捗していると評価している。

Strategy for Future Research Activity

脊髄損傷患者を対象とした研究では、ニューロフィードバックに用いることができる生理学的な特徴量からプログラムの作成に着手する。そのプログラムを元に、患者および健常人を対象にニューロフィードバックを試みる予定である。
また、脊髄損傷の動物モデルの研究では複数頭からのデータを蓄積し、解析することが必要である。そのため、トレーニングから脊髄損傷作成、さらにデータ収集を円滑に行う。これまでに運動課題遂行のためのトレーニングや安定した脊髄損傷モデルの作成には当初の予定より時間を要することが判明したため、脊髄損傷後機能改善を認めなかったモデルと改善を認めたモデルからのデータとの比較見当を行い、ニューロフィードバックで用いる特徴量の妥当性を検討する。

  • Research Products

    (28 results)

All 2020 2019

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Mystery Case: Parietal lobe epilepsy with ictal manifestation of Gerstmann syndrome2020

    • Author(s)
      Khoo Hui Ming、Fujita Yuya、Tani Naoki、Oshino Satoru、Kagitani-Shimono Kuriko、Kishima Haruhiko
    • Journal Title

      Neurology

      Volume: 94 Pages: e430~e433

    • DOI

      10.1212/WNL.0000000000008841

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conservative and Surgical Management of Spinal Cord Cavernous Malformations2020

    • Author(s)
      Ohnishi Yu-ichiro、Nakajima Nobuhiko、Takenaka Tomofumi、Fujiwara Sho、Miura Shinpei、Terada Eisaku、Yamada Shuhei、Kishima Haruhiko
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 5 Pages: 100066~100066

    • DOI

      10.1016/j.wnsx.2019.100066

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of skull density ratio on efficacy and safety of magnetic resonance?guided focused ultrasound treatment of essential tremor2020

    • Author(s)
      D’S Marissa、Chen K S.、Rosenberg J、E W. Jeffrey、Eisenberg H M.、G Ryder、Taira T、C J Woo、Lipsman N、K Vibhor、Igase K、Yamada K、Kishima H、C Rees、Rumi? Jordi、Kaplitt M G.、Hirabayashi H、N Dipankar、Henderson J M.、B P Kim、D Mor、Halpern C H.、G Pejman
    • Journal Title

      Journal of Neurosurgery

      Volume: 132 Pages: 1392~1397

    • DOI

      10.3171/2019.2.JNS183517

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prediction of IDH and TERT promoter mutations in low-grade glioma from magnetic resonance images using a convolutional neural network2019

    • Author(s)
      Fukuma R、Yanagisawa T、Kinoshita M、Shinozaki T、Arita H、Kawaguchi A、Takahashi M、Narita Y、Terakawa Y、Tsuyuguchi N、Okita Y、Nonaka M、Moriuchi S、Takagaki M、Fujimoto Y、Fukai J、Izumoto S、Ishibashi K、Nakajima Y、Shofuda T、Kanematsu D、Yoshioka E、Kodama Y、Mano M、Mori K、Ichimura K、Kanemura Y、Kishima H
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 20311-20311

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56767-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 不随意運動に対する機能神経外科の現状2019

    • Author(s)
      6.押野 悟, 谷 直樹, 細見晃一, クー ウイ ミン, 栁澤琢史, 山本祥太, 鐘本学, 齋藤洋一, 貴島晴彦
    • Journal Title

      機能的脳神経外科

      Volume: 58 Pages: 65-69

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Changes in brain morphology in patients in the preclinical stage of idiopathic normal pressure hydrocephalus2019

    • Author(s)
      Suehiro Takashi、Kazui Hiroaki、Kanemoto Hideki、Yoshiyama Kenji、Sato Shunsuke、Suzuki Yukiko、Azuma Shingo、Matsumoto Takuya、Kishima Haruhiko、Ishii Kazunari、Ikeda Manabu
    • Journal Title

      Psychogeriatrics

      Volume: 19 Pages: 557~565

    • DOI

      10.1111/psyg.12445

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cerebral blood flow and Alzheimer's disease‐related biomarkers in cerebrospinal fluid in idiopathic normal pressure hydrocephalus2019

    • Author(s)
      Azuma Shingo、Kazui Hiroaki、Kanemoto Hideki、Suzuki Yukiko、Sato Shunsuke、Suehiro Takashi、Matsumoto Takuya、Yoshiyama Kenji、Kishima Haruhiko、Shimosegawa Eku、Tanaka Toshihisa、Ikeda Manabu
    • Journal Title

      Psychogeriatrics

      Volume: 19 Pages: 527~538

    • DOI

      10.1111/psyg.12435

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 解剖を中心とした脳神経手術手技 神経症状を呈する胸腰椎移行部の骨粗鬆症性椎体破裂骨折の外科治療2019

    • Author(s)
      佐々木 学、米延 策雄、貴島 晴彦
    • Journal Title

      脳神経外科

      Volume: 47 Pages: 511~524

    • DOI

      10.11477/mf.1436203975

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Somatosensation Evoked by Cortical Surface Stimulation of the Human Primary Somatosensory Cortex2019

    • Author(s)
      Kirin St. Clair、Yanagisawa Takufumi、Oshino Satoru、Edakawa Kohtaroh、Tanaka Masataka、Kishima Haruhiko、Nishimura Yukio
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 13 Pages: 1019-

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.01019

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脊髄損傷後疼痛の発症にかかわる中枢神経系の機能的・構造的変化の探索2020

    • Author(s)
      貴島晴彦, 齋藤洋一, 渡邉嘉之, 細見晃一, 大西諭一郎, 田島文博, 山本正道, 中村健, 杉浦悠毅
    • Organizer
      AMED難病研究課2019年度4事業合同成果報告会
    • Invited
  • [Presentation] Brain-Machine Interfaceによる幻肢痛の治療 Treatment for phantom limb pain using brain-machine interface2020

    • Author(s)
      栁澤琢史, 福間良平, Ben Seymour, 細見晃一, 田中将貴, 貴島晴彦, 神谷之康, 齋藤洋一
    • Organizer
      第59回日本定位・機能神経外科学会
  • [Presentation] 患者自発脳活動を利用した頭蓋内脳波による脳機能マッピング2020

    • Author(s)
      山本祥太, 藤田裕也, 田中將貴, 小林真紀, Khoo Hui Ming, 栁澤琢史, 谷 直樹, 押野 悟, 貴島晴彦
    • Organizer
      第43回日本てんかん外科学会
  • [Presentation] 当院における定位的頭蓋内電極留置術の導入と手術手技2019

    • Author(s)
      藤田祐也, Khoo Hui Ming, 谷 直樹, 押野 悟, 細見晃一, 栁澤琢史, 山本祥太, 貴島晴彦
    • Organizer
      第43回日本てんかん外科学会
  • [Presentation] 深層学習を利用した頭蓋内脳波波形からのてんかん発作同定2019

    • Author(s)
      山本祥太, 栁澤琢史, 福間良平, 藤田祐也, 田中將貴, 小林真紀, クー ウイミン, 谷直樹, 押野 悟, 貴島晴彦
    • Organizer
      第49回日本臨床神経生理学会学術大会
  • [Presentation] 主観的幻肢運動の皮質表現2019

    • Author(s)
      福間良平, 栁澤 琢史, 田中 將貴, Seymour Ben, 細見 晃一, 貴島 晴彦, 吉峰 俊樹, 神谷 之康, 齋藤 洋一
    • Organizer
      第49回日本臨床神経生理学会学術大会
    • Invited
  • [Presentation] 脊髄損傷に伴う脳活動の特徴-脊髄損傷で脳の活動は変わるのか2019

    • Author(s)
      貴島晴彦
    • Organizer
      脊髄損傷者による歩行披露イベント「Know No Limit 2019 (J-workout)」
    • Invited
  • [Presentation] Development of exoscopic neurosurgery for intractable epilepsy2019

    • Author(s)
      Haruhiko Kishima, Satoru Oshino, Naoki Tani, Hui Ming Khoo, Syota Yamamoto, Yuya Fujita
    • Organizer
      The 13th Asian Epilepsy Surgery Congress
    • Invited
  • [Presentation] AIのてんかん波形診断への応用2019

    • Author(s)
      山本祥太, 栁澤 琢史, 福間 良平, 青江 丈, 荒木 俊彦, 藤田 祐也, クー, ウイミン, 谷 直樹, 押野 悟, 枝川 光太郎, 小林 真紀, 田中 將貴, 原田 達也, 貴島 晴彦
    • Organizer
      第53回日本てんかん学会学術総会
  • [Presentation] 自発活動による高次脳機能マッピングの試み2019

    • Author(s)
      貴島晴彦
    • Organizer
      第6回脳神経外科BMI研究会
    • Invited
  • [Presentation] Sustainable reduction of phamtom limb pain by MEG-based BMI2019

    • Author(s)
      Takufumi Yanagisawa, Ryohei Fukuma, Ben Seymour, Masataka Tanaka, Koichi Hosomi, Okito Yamashita, Haruhiko Kishima, Yukiyasu Kamitani, Youichi Saitoh
    • Organizer
      SfN2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Semantic vector based decoding of natural scenes from electrocorticogram.2019

    • Author(s)
      Ryohei Fukuma, Takufumi Yanagisawa, Shinji Nishimoto, Masataka Tanaka, Shota Yamamoto, Satoru Oshino, Yukiyasu Kamitani, Haruhiko Kishima
    • Organizer
      SfN2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The efficacy of the deep learning approach for generalization of the seizure prediction algorithm.2019

    • Author(s)
      Syota Yamamoto, T. Yanagisawa, R. Fukuma, M. Tanaka, HM. Khoo, N. Tani, S. Oshino, H. Kishima
    • Organizer
      SfN2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Altered thalamic connectivity due to FUS thalamotomy for Essential Tremor Patients.2019

    • Author(s)
      N Tani, S Oshino, K Hosomi, HM Khoo, T Yanagisawa, N Hattori, M Kanemoto, H Mochizuki, H Kishima
    • Organizer
      23 rd International Congress of Parkinson's Disease and Movement Disorders
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 振戦に対する外科治療の変化2019

    • Author(s)
      押野 悟, 谷 直樹, 細見晃一, 服部憲明, 山本祥太, 藤田裕也, クーウィミン, 栁澤琢史, 橋本洋章, 鐘本 学, 齋藤洋一, 望月秀樹, 貴島晴彦
    • Organizer
      第13回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス(MDS-J)
    • Invited
  • [Presentation] Real-time neurofeedback to modulate β-band power in the subthalamic nucleus in Parkinson’s disease patients2019

    • Author(s)
      Kishima H
    • Organizer
      WSSFN2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] デバイスの開発による機能的脳神経外科の進歩2019

    • Author(s)
      貴島晴彦
    • Organizer
      第39回日本脳神経外科コングレス
    • Invited
  • [Presentation] てんかん診療の新展開2019

    • Author(s)
      貴島晴彦
    • Organizer
      第9回トランスレーショナルてんかん研究会~てんかんの基礎研究と臨床~
    • Invited
  • [Book] 最新主要文献でみる脳神経外科学レビュー2019

    • Author(s)
      貴島晴彦
    • Total Pages
      382
    • Publisher
      総合医学社

URL: 

Published: 2021-12-27  

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