2015 Fiscal Year Annual Research Report
自発および電気刺激誘発の脳律動計測によるヒト脳機能結合地図の作成
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26560465
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
松本 理器 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00378754)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
國枝 武治 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60609931)
下竹 昭寛 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80726000)
井内 盛遠 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30532600)
小林 勝哉 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70737121)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | 脳機能計測 / 皮質間結合 / 皮質皮質間誘発電位 / 高周波律動 / 皮質電気刺激 / 睡眠 |
Outline of Annual Research Achievements |
難治部分てんかんの焦点摘出術の術前評価目的で硬膜下電極を慢性留置する患者で本研究計画に同意が得られた者を対象に、大脳皮質・白質の単発電気刺激を行い、留置電極から因果性を持った皮質誘発反応(CCEP)を計測した。これを皮質間機能的結合の動的指標として、関心脳領域や睡眠段階ごとの反応様式の相違を解析し、ヒト脳機能結合地図作成の礎を築くことに成功した。具体的には一次体性感覚野で記録されるCCEPと体性誘発感覚電位に関連した高周波律動帯域の比較から、高周波活動の周波数は、水平・垂直伝播といった入力様式および入力する皮質層により規定されることを明らかにした。また、CCEPとCCEPに関連した高周波律動を各々皮質の結合性・興奮性の指標として着目し、覚醒時とレム睡眠時は同等の皮質間結合性を示すが、ノンレム睡眠では結合強度が低下すること、前頭葉は睡眠時に皮質興奮性が増すことを明らかにした。これらの研究を国際英文誌に発表した。さらに、頭頂葉の内側と背外側刺激のCCEPを解析し、頭頂葉内側の楔前部が前運動野背側部(PMd)に、後部帯状回は中部帯状回と結合をもち、上頭頂小葉はPMdと豊富な結合をもつことを示した。包括的なCCEPの解析から中心溝周囲の大脳皮質では、外的入力により背景律動が同期し、律動性応答を示す特性を見出した。加えて、弓状束近傍の脳腫瘍手術において背側言語白質経路(弓状束)の推定が困難な症例でも、術中のCCEPの反応様式から弓状束の両端皮質を同定し同部位のCCEPを弓状束温存のモニタリング指標にできることを明らかにした。以上は国内学会で発表、一部国際誌に公開した(Usami et al. 2015, Kobayashi et al. 2015)。全研究成果は研究代表者が関連の国際・国内招待講演でも発表した。今後は、侵襲下で得られた上記の頑健なデータと術前に撮像したrs-fMRIによる自発律動のデータを標準脳上に集約し、脳機能結合地図作成を継続する予定である。
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[Journal Article] Network specific change in white matter integrity in mesial temporal lobe epilepsy.2016
Author(s)
Imamura H, Matsumoto R, Takaya S, Nakagawa T, Shimotake A, Kikuchi T, Sawamoto N, Kunieda T, Mikuni N, Miyamoto S, Fukuyama H, Takahashi R, Ikeda A.
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Journal Title
Epilepsy Res
Volume: 120
Pages: 65-72
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Different Mode of Afferents Determines the Frequency Range of High Frequency Activities in the Human Brain: Direct Electrocorticographic Comparison between Peripheral Nerve and Direct Cortical Stimulation.2015
Author(s)
Kobayashi K, Matsumoto R, Matsuhashi M, Usami K, Shimotake A, Kunieda T, Kikuchi T, Mikuni N, Miyamoto S, Fukuyama H, Takahashi R, Ikeda A.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 10 (6)
Pages: e0130461
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Sleep modulates cortical connectivity and excitability in humans: Direct evidence from neural activity induced by single-pulse electrical stimulation.2015
Author(s)
Usami K, Matsumoto R, Kobayashi K, Hitomi T, Shimotake A, Kikuchi T, Matsuhashi M, Kunieda T, Mikuni N, Miyamoto S, Fukuyama H, Takahashi R, Ikeda A.
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Journal Title
Hum Brain Mapp
Volume: 36 (11)
Pages: 4714-4729
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Direct exploration of the role of the ventral anterior temporal lobe in semantic memory: Cortical stimulation and local field potential evidence from subdural grid electrodes.2015
Author(s)
Shimotake A, Matsumoto R, Ueno T, Kunieda T, Saito S, Hoffman P, Kikuchi T, Fukuyama H, Miyamoto S, Takahashi R, Ikeda A, Lambon-Ralph MA.
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Journal Title
Cereb Cortex
Volume: 25
Pages: 3802-3817
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Neural correlates of mirth and laughter: a direct electrical cortical stimulation study.2015
Author(s)
Yamao Y, Matsumoto R, Kunieda T, Shibata S, Shimotake A, Kikuchi T, Satow T, Mikuni N, Fukuyama H, Ikeda A, Miyamoto S.
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Journal Title
Cortex
Volume: 66
Pages: 134-140
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Proceedings of the Seventh International Workshop on Advances in Electrocorticography.2015
Author(s)
Ritaccio A, Matsumoto R, Morrell M, Kamada K, Koubeissi M, Poeppel D, Lachaux JP, Yanagisawa Y, Hirata M, Guger C, Schalk G.
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Journal Title
Epilepsy Behav
Volume: 51
Pages: 312-320
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Network hyperexcitability in a patient with partial reading epilepsy: Converging evidence from magnetoencephalography, diffusion tractography, and functional magnetic resonance imaging.2015
Author(s)
Fumuro T, Matsumoto R, Shimotake A, Matsuhashi M, Inouchi M, Urayama S, Sawamoto N, Fukuyama H, Takahashi R, Ikeda A.
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Journal Title
Clin Neurophysiol
Volume: 126 (4)
Pages: 675-681
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Possible induction of multiple seizure foci due to parietal tumour and anti-NMDAR antibody.2015
Author(s)
Matsumoto R, Mikuni N, Tanaka K, Usami K, Fukao K, Kunieda T, Takahashi Y, Miyamoto S, Fukuyama H, Takahashi R, Ikeda A.
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Journal Title
Epileptic Disord
Volume: 17(1)
Pages: 89-94
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Intracranially recorded ictal DC shifts and HFOs as surrogate markers of epileptogenicity in human focal epilepsy.2016
Author(s)
Daifu M, Inouchi M, Kanazawa K, Matsuhashi M, Inoue T, Kobayashi K, Shimotake A, Hitomi T, Matsumoto R, Kunieda T, Miyamoto S, Takahashi R, Ikeda A.
Organizer
2nd International workshop on High Frequency Oscillations in Epilepsy
Place of Presentation
Freiburg, Germany
Year and Date
2016-03-10 – 2016-03-12
Int'l Joint Research
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[Presentation] Co-occurrence of slow shifts and high frequency oscillations(HFOs) in invasively recorded, interictal state: Is it called 'Red slow'?2015
Author(s)
Daifu M, Inouchi M, Inoue T, Kanazawa K, Matsuhashi M, Kobayashi K, Shimotake A, Hitomi T, Matsumoto R, Kunieda T, Miyamoto S, Takahashi R, Ikeda A.
Organizer
第49回日本てんかん学会学術集会
Place of Presentation
長崎
Year and Date
2015-10-30 – 2015-10-31
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[Presentation] Status epilepticus in the elderly in the super-aging society: clinical and EEG features and prognostic factors.2015
Author(s)
Yoshimura H, Matsumoto R, Ishii J, Kono T, Hoshi T, Todo K, Kawamoto M, Ariyoshi K, Ikeda A, Kohara N.
Organizer
31st International Epilepsy Congress
Place of Presentation
Istanbul, Turkey
Year and Date
2015-09-05 – 2015-09-09
Int'l Joint Research
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[Presentation] Clinical implications of intraoperative CCEP monitoring in evaluating the white matter functional integrity of the dorsal language network.2015
Author(s)
Matsumoto R, Yamao Y, Kunieda T, Arakawa Y, Shimotake A, Kikuchi T, Shibata S, Inano R, Sawamoto N, Ikeda A, Mikuni N, Miyamoto S.
Organizer
第38回日本神経科学大会
Place of Presentation
神戸(Kobe)神戸コンベンションセンター
Year and Date
2015-07-28 – 2015-07-31
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[Presentation] Importance of actual recording of very low frequency EEG to evaluate VNS therapy of epilepsy: recovery filter could not augment effective signals.2015
Author(s)
Borgil B, Matsuhashi M, Nakano N, Katagiri M, Kunieda T, Fumuro T, Shimotake A, Matsumoto R, Iida K, Kato A, Takahashi R, Ikeda A.
Organizer
Neural Oscillation Conference 2015
Place of Presentation
京都(京都大学百周年時計台記念館)
Year and Date
2015-06-25
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[Presentation] Importance of very low frequency EEG to evaluate VNS therapy of epilepsy.2015
Author(s)
Borgil B, Matsuhashi M, Nakano N, Iida K, Katagiri M, Shimotake A, Matsumoto R, Fumuro T, Kunieda T, Kato A, Takahashi R, Ikeda A.
Organizer
第56回日本神経学会学術大会
Place of Presentation
新潟(朱鷺メッセ)
Year and Date
2015-05-20 – 2015-05-23
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