2022 Fiscal Year Research-status Report
Brain signature of pain experience
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19K07930
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鹿野 理子 東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (20344658)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 内臓痛 / 脳機能画像 / 機械学習 / 予測モデル / 過敏性腸症候群 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
”痛み”は侵害刺激の知覚であると同時に主観的な感情である。特に痛みが慢性化した状態では、その首座は侵害刺激が生じていた末梢ではなく、脳内にあるという知見が臨床においても共通認識として理解されつつある。脳内に形成される痛みという、主観的な知覚・感情を客観的にとらえることはできないだろうか。近年発展していきた人工知能の機械学習アルゴリズムを脳画像解析に応用することにより、高い再現性で脳活動から痛みを予測できる可能性がある．
我々は慢性の機能性疼痛を生じうる疾患群（過敏性腸症候群、機能性ディスペプシア、外陰部痛、クローン病）と様々形態の痛み（内臓痛・体性痛・機械刺激・温熱刺激）を対象にした脳機能画像研究を国際的に立ち上げた。まず健常者において大腸刺激、胃刺激、食道刺激の消化管刺激による内臓感覚と皮膚への温熱刺激による体性感覚および外陰部刺激による体性感覚を比較検討し、従来型の解析手法により描出された脳機能画像と機械学習アルゴリズムにより抽出したパターンを検討し、機械学習アルゴリズムにより、内臓感覚と体性感覚に特異的な脳活動パターン、および両群に共通する脳活動パターンを抽出し報告した。
さらに、次のステップとして、疾患群と対照健常群にこのアルゴリズムを応用し、疾患特異的な症状を予測しうる脳活動パターンを求める試みを進めている。内臓痛の痛みレベル予想に特異的な脳活動パターンを作成し、過敏性腸症候群の特徴である内臓知覚過敏を脳活動パターンで客観的に捉えうるか検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本検討では、これまでの国際共同研究において蓄積した、各研究室でのそれぞれの痛み刺激（腸管刺激、温熱刺激、圧刺激）および、それぞれの疾患群（過敏性腸症候群、機能性ディスペプシア、外陰部痛、腰痛）における脳画像データに、機械学習のアルゴリズムを応用し、痛みを予測する脳活動パターンの予測モデルを作成し、新奇データにおいてその精度を確認する予定であったが、COVID‐19の影響もあり、新奇データの取得に遅れがでたために、最終的な解析も遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
できうる限り新規データの取得を推進し、過敏性腸症候群での腸管刺激時の脳活動と健常群での腸管刺激時の脳活動から、内臓痛を特異的に予測する脳パターンの作成のみならず、健常群と疾患群の差を予測できる脳活動パターンの作成までは終了し、論文化したい。その上で、新奇データでその予測モデルの精度を検証する作業を進めたい。さらに、共同研究として立ち上げている、他の機能性疼痛疾患、および慢性疼痛と比較検討し、他の疾患と弁別できうるか、アルゴリズムをあてはめ検討を進めたい。
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| Causes of Carryover |
COVID-19関連の制限により、研究参加者協力費の支出と海外研究者との対面での共同作業・ミーティングおよび、海外学会への現地参加ができなかったため。感染状況を鑑みながら、研究参加者を募り、データの取得、直接ミーティングの開催を計画する。
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[Journal Article] Consumption of 2 Green Kiwifruits Daily Improves Constipation and Abdominal Comfort?Results of an International Multicenter Randomized Controlled Trial2023
Author(s)
Richard Gearry, Shin Fukudo, Giovanni Barbara, Barbara Kuhn-Sherlock, Juliet Ansell, Paul Blatchford, Sarah Eady, Alison Wallace, Christine Butts, Cesare Cremon, Maria Raffaella Barbaro, Isabella Pagano, Yohei Okawa, Tomohiko Muratubaki, Tomoko Okamoto, Mikiko Fuda, Yuka Endo, Michiko Kano, Motoyori Kanazawa, et.al.
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Journal Title
American Journal of Gastroenterology
Volume: ー
Pages: ー
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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