2020 Fiscal Year Research-status Report
Bilateralization of language processing – how and why psychiatry patients process language using both hemispheres
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20K07951
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
松尾 香弥子 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (70399509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
楫 靖 獨協医科大学, 医学部, 教授 (10273947) [Withdrawn]
下田 和孝 獨協医科大学, 医学部, 教授 (30196555) [Withdrawn]
秋山 一文 岡山大学, 医学部, 客員研究員 (40150990)
古郡 規雄 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (20333734) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 言語側性化 / 神経画像 / 神経伝達 / fMRI / 拡散強調画像 / 構造画像 / 言語側性化指標 / 速度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
目的（当初）：本研究では「精神疾患等の患者はなぜ大脳の両半球で言語を処理するのか」について、MRIを高度に応用して、「疾患のために神経伝達の『速度』が遅くなり、優位半球への情報伝達が遅れるのを補償するために、非優位半球も活動する仕組みがある」という仮説をたて、統合失調症・双極性障害、うつ病、健常統制群を比較・検証することを目的とした。拡散強調画像法で神経線維の指標を、構造画像でミエリン化を評価し、それらの指標がfMRIで計測する側性化指標とどのように連動しているか調べる。
経緯：令和２年度開始当初より新型コロナウィルス感染症拡大防止のためMRI計測は中止された状態であり、年度末に至るまでその状況が継続し、データ取得はまったくできなかった。MRI計測が中止される直前まで健常ボランティアによるMRI計測を継続していた。内容的に本研究と共通しており、このデータによる論文公刊を進めることに注力した。
成果：以前開発した言語側性化指標AveLIについて、様々な言語課題同士の間の再現性について新たに検討した論文を公刊した（Matsuo et al., 2021, Journal of Neurolinguistics）。また、さらに別の言語側性化指標HomotopicLIを開発し、現在投稿中である。さらに、「神経伝達の『速度』が言語側性化に関連するか」という、より基本的・一般的な内容についての論文を現在、執筆中である。
研究代表者の異動とそれへの対策：研究代表者は令和３年度より別の施設に異動した。このため新しいデータ取得は困難になり、特に患者データの取得は当面の間、諦めざるを得ない。そこで、上記のこれまでに取得したデータの解析を進めるのに加え、近年推進されつつある、公開データベースを利用した研究を進めていこうと考えている。
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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
データ取得の中止：研究代表者は本科研費採択以前から健常ボランティアを対象とするMRI計測研究を継続してきたが、令和２年年頭より新型コロナウィルス感染症が徐々に拡大し始めたため、２月頃にすべての計測を延期・中止した。この状態が令和２年度末に至るまで継続した。このため本科研費に関わるデータ取得も一切行えず、対象となる患者についても募集を差し控えた。
既存データの活用：上記、直前まで継続していたMRI計測において約８０名の健常ボランティアデータを取得した。内容的に本研究と共通しており、実際、その延長として本科研費研究（精神科患者計測）を発案・提案したという経緯がある。そこで、事態が収束するまでこの健常ボランティアデータによる論文公刊を進めることに注力した。具体的には、以前開発した側性化指標であるAveLI（Matsuo et al., 2012）について、４つの言語課題における指標値の再現性が他の計算法よりも優れていることを示す論文を公刊した（Matsuo et al., 2021, Journal of Neurolinguistics）。また最近これとは異なるアルゴリズムによる指標計算法HomotopicLIを新たに考案し、これについても再現性等を調べ、現在投稿中である。さらに、「神経伝達の『速度』が言語側性化に関連するか」という、本科研費研究の基盤となる、より一般的な内容についての論文を現在、執筆中である。このテーマのためには高度な拡散強調画像法である拡散スペクトラム法の専門的な解析が必要であり、本科研費により台湾のAcroVis社に解析を発注した。
総合評価：新型コロナウィルス感染症の蔓延という不可避の事態により患者データ計測ができなかったことは無念であったが、一方で、既存データを活用して一定の成果を上げることができた。このため「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者の異動と計画変更：研究代表者はこれまで在籍していた獨協医科大学を退職し、電気通信大学に異動した。これに伴い患者の計測は困難になった。そこで今後は次の４つについて研究を進めていきたい。
（１）既存の健常ボランティアデータの活用：先述の健常ボランティアデータによって、本研究の中心テーマである言語側性化についてさらに研究を進めていきたい。まず先述の「神経伝達の『速度』が言語側性化に関連するか」についての論文を仕上げる。次にそれを踏まえた上で、これまでに開発した側性化指標AveLIおよびHomotopicLIなどを組み合わせ、より精緻に大脳側性化レベルを推定する方法論を策定し、臨床診断に役立つ知識として提供していきたい。
（２）公開データベースの利用：近年、取得されたデータを一般に公開してデータベースとして提供することが推奨されてきている。MRI計測に当てるはずであった資金により、そのようなデータベースの利用と解析を行ってみたい。例えばハーバード大学・マサチューセッツ工科大学などが主導しているHuman Connectom Project (HCP) 等のデータベース利用を考えている。
（３）DNAについての先行的研究：言語側性化には遺伝子（DNA）の関与も知られており、将来的には神経伝達「速度」とDNAとの関係が明らかになることが望ましい。研究分担者（秋山）により先行的な研究を実施する。
（４）脳外科との共同研究：上記の成果の応用として、脳外科における患者の既存fMRIデータを利用した応用研究を行いたいと考えている（新たな計測はせず、これまでの臨床データを活用する）。脳外科手術前に右脳と左脳のいずれが言語優位であるか（言語側性）をfMRIによって調べるが、本研究の成果をこの術前検査に活かせれば良いと考えられる。研究の進捗をみて提案したい。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症のために計測ができなかったため、計測に関わる支出（消耗品や被験者謝礼など）が使用されなかった。学会はオンラインで開催されたために旅費は使われなかった。
これらは移動に伴う研究環境整備（ソフトウェアやPC周辺機器購入等）や、情報収集のための学会・研究会参加費用、MRIの公開データベースの使用・解析に要する費用、共同研究に要する旅費・交通費、論文公刊・英文校正費用のために使用する。
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