2013 Fiscal Year Annual Research Report
脳ＭＲ画像を用いたグラフ理論に基づくヒト脳の包括的ネットワーク構造解析
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23240056
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| Research Institution | Tohoku Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
福田 寛 東北薬科大学, 薬学部, 教授 (30125645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀧 靖之 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (10375115)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ヒト脳ネットワーク解析 / 脳MRI / 機能的MRI / 拡散テンソル画像 / グラフ理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
60例の6歳から18歳までの子供の安静時機能的MRIデータを用いてグラフ理論に基づくネットワーク解析を行い、脳発達・成熟に伴うネットワークパラメータの変化について検討した。脳を左右45領域、合計90領域に分割し、安静時の脳活動ＭＲＩ信号の時間変化が脳領域間で相関する組み合わせを検出し、90ｘ90の相関マトリクスを作成した。次いでグラフ理論による解析を行い、情報伝達の効率を示すクラスター効率、経路長および各種のネットワークパラメータを算出した。その結果、子供の脳もsmall worldの特性を示すこと、脳発達とともにsmall world特性が増加することを示した。また、男児は女児に比べて高いsmall world特性を示した。脳局所パラメータの検討では、前頭葉でパラメータの加齢に伴う増加が見られたが、頭頂葉、側頭葉、後頭葉では加齢に伴う減少が見られた。デフォルト･モードネットワークを形成する領域で、パラメータの性差が認められた。またattentionに関与する脳領域ではＩＱと正の相関が見られたが、デフォルト・モード領域、言語領域では負の相関が見られた。
291例の6歳から18歳までの子供の脳拡散テンソル画像(DTI)を用いてファイバー・トラッキング解析を行い、線維連絡が3本以上ある脳領域間をネットワーク有りと判定して、1024x1024の相関マトリクスを作成した。これを用いてグラフ理論に基づくネットワーク解析を行った。その結果、加齢とともに増加あるいは減少するパラメータが見られた。また、局所パラメータも加齢とともに増加あるいは減少するパラメータが見られた。また、性差が見られるパラメータもあった。以上、脳MRIを用いたネットワーク解析により、子供の脳発達に伴う情報伝達パターンの変化を明らかにした。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Linear and curvilinear correlations of brain gray matter volume and density with age using voxel-based morphometry with the Akaike information criterion in 291 healthy children2013
Author(s)
Taki Y, Hashizume H, Thyreau B, Sassa Y, Takeuchi H, Wu K, Kotozaki Y, Nouchi R, Asano M, Asano K, Fukuda H, Kawashima R．
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Journal Title
Human Brain Mapping
Volume: 34
Pages: 1857-1871
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Linear and curvilinear correlations of brain white matter volume, fractional anisotropy, and mean diffusivity with age using voxel-based and region-of-interest analyses in 246 healthy children2013
Author(s)
Taki Y, Thyreau B, Hashizume H, Sassa Y, Takeuchi H, Wu K, Kotozaki Y, Nouchi R, Asano M, Asano K, Fukuda H, Kawashima R
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Journal Title
Human Brain Mapping
Volume: 34
Pages: 1842-1856
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Topological organization of functional brain networks in healthy children: Differences in relation to age, sex, and intelligence2013
Author(s)
Wu K, Taki Y, Sato K, Hashizume H, Sassa Y, Takeuchi H, Thyreau B, He Yong, Evans AC, Li Xiabo, Kawashima R, Fukuda H
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 8
Pages: e55347
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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