脳機能画像による共感性破綻の病態解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Empathic system
• Project/Area Number: 26118505
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 岡沢 秀彦 福井大学, 高エネルギー医学研究センター, 教授 (50360813)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 共感性 / 自閉症 / 機能的MRI / デフォルト・モード / ポジトロンCT

Outline of Annual Research Achievements

自閉症は、その存在が初めて報告された1940年代当時は稀な疾患と考えられていたが、現在では人口の1.0～2.5%と比較的高い発症率である。自閉症スペクトラム症(ASD)は他者の感情を理解する能力や協調性に障害があり、共感性に欠ける一方で無機質なものには異常な関心を示す、こころの発達障害である。しかし、ASD者は他者に対して共感を示さないのではなく、自分と類似していない定型発達(TD)者に対してのみ共感を示しにくいという可能性も示唆されている。近年様々な研究により、徐々に病態解析が行われ始め、脳の発達障害に原因を見いだそうとする多くの報告があるものの、依然十分な解明が進んでいない。そこで本研究では、ASD者を主な対象とし、共感性の神経分子基盤がTD者とは異なるという仮説のもと、共感に伴う脳機能変化を画像で可視化し、神経伝達や脳内ネットワークの詳細を検討し、病態を解明することで共感性の脳局在を探る。
本研究課題では、共感性を引き起こす刺激入力と、脳内の神経連絡、統合機序および共感の中枢を特定し、ASD者でどの様にそれが変化しているか、障害の原因はどの部位に存在するかなどの病態解明もあわせて検討を進める。機能的MRI (fMRI)による神経ネットワークの描出や、ポジトロンCT (PET) による神経伝達機能の計測等マルチモーダルな統合的脳機能画像の導入で共感性破綻の神経分子基盤を解明する。研究は大きく分けて(A) MRI研究、(B) PET研究の２つがあり両者を並行して進める。

Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度は主に、社会性や共感性に障害があるとされる自閉症スペクトラム症（ASD）患者群における共感性に関わる脳機能について、機能的MRI（fMRI）の手法を用いて定型発達（TD）者との差異を評価することで、脳内の変化を客観的に描出する方法の確立を目指した。既に行動実感で報告した課題をfMRIの脳賦活課題に応用し、「ASD者はASD者の行動パターンに共感しやすく、TD者同士の共感と同様の反応を示す」際の脳内の血流変化を観察したところ、TD者同士が共感する際に活性化する脳領域で、ASD群同士の行動認識でも賦活が認められることが明らかとなった。これに対し、TD者のASD的行動に対する反応と、ASD者のTD者に対する反応も、同じ領域で負の賦活となっていることが明らかとなった。また、安静時の脳活動を解析するresting-state network (RSN)をASD群とTD群で比較したところ、社会性や共感性に関わる脳機能がASD群で低下傾向にあることが明らかとなった。こうした知見を学会発表、論文発表することができたことにより、今年度は研究が概ね順調に進展していると判断した。
またPET研究において、ノルエピネフリントランスポータ(NET)描出用分子プローブの開発も、基礎検討が予定通り進められている。

Strategy for Future Research Activity

これまでの検討で得られた結果を基に、引き続きMRI研究、PET研究を並行して進めていく予定である。特にMRI研究では、RSN解析を更に発展させた解析法により、ASD者独自の脳機能パターンが解明されつつあり、共感性の障害との関わりについても研究を進める予定である。PET研究では、H27年度中にNET分子プローブの有効性を動物実験により確認し、ヒト臨床研究への応用を視野に入れながら基礎データを固めていく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Neuronal plasticity in depressive or manic states - New assessment of our hypothesis: Mania is an extension of depression from the perspective of neuronal plasticity. (2015)
  • Author(s): Omata N, Mizuno T, Mitsuya H, Mita K, Higashi Y, Kamichika T, Kiyono Y, Okazawa H, Wada Y.
  • Journal Title: Neurosci Res Volume: 10 Pages: 66-67
  • DOI: 10.1038/mp.2014.69
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autistic empathy toward autistic others. (2015)
  • Author(s): Komeda H, Kosaka H, Saito DN, Mano Y, Jung M, Fujii T, Yanaka HT, Munesue T, Ishitobi M, Sato M, Okazawa H.
  • Journal Title: Soc Cogn Affect Neurosci Volume: 10 Pages: 145-152
  • DOI: 10.1093/scan/nsu126
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The co-occurrence of zinc deficiency and social isolation has the opposite effects on mood compared with either condition alone due to changes in the central norepinephrine system. (2015)
  • Author(s): Mitsuya H, Omata N, Kiyono Y, Murata T, Mita K, Okazawa H, Wada Y.
  • Journal Title: Behav Brain Res Volume: 284 Pages: 125-130
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2015.02.005
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Default mode network in young male adults with autism spectrum disorder: relationship with autism spectrum traits. (2014)
  • Author(s): Jung M, Kosaka H, Saito DN, Ishitobi M, Morita T, Inohara K, Asano M, Arai S, Munesue T, Tomoda A, Wada Y, Sadato N, Okazawa H, Iidaka T.
  • Journal Title: Mol Autism Volume: 35 Pages: 35
  • DOI: 10.1186/2040-2392-5-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Brain imaging for oxidative stress and mitochondrial dysfunction in neurodegenerative disease. (2014)
  • Author(s): Okazawa H, Ikawa M, Tsujikawa T, Kiyono Y, Yoneda M.
  • Journal Title: Q J Nucl Med Mol Imaging Volume: 58 Pages: 387-397
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 新たな周波数帯を用いた機能的電気刺激療法における脳機能画像の変化 (2015)
  • Author(s): 山村修, 神澤朋子, 久保田雅史, 五十嵐千秋, 濱野忠則, 加藤龍, 横井浩史, 岡沢秀彦
  • Organizer: 第40回日本脳卒中学会総会
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル広島（広島市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] Imaging oxidative stress. (2015)
  • Author(s): Okazawa H
  • Organizer: ECCN2015 (European Conference on Clinical Neuroimaging)
  • Place of Presentation: Rome, Italy
  • Year and Date: 2015-03-23 – 2015-03-24
  • Invited
• [Presentation] 123I標識イメージング製剤による定量脳血流SPECTの為の収集処理方法の標準化に向けての多施設評価 (2015)
  • Author(s): 宇野正樹, 石黒雅伸, 太田誠一朗, 夏目貴弘, 市原 隆, 乾 好貴, 伊藤健吾, 加藤克彦, 佐久間肇, 須澤尚久, 岡沢秀彦, 土田龍郎, 外山 宏
  • Organizer: 日本核医学会第80回中部地方会
  • Place of Presentation: 名古屋大学鶴友会館（名古屋市）
  • Year and Date: 2015-01-31 – 2015-01-31
• [Presentation] 自閉症スペクトラム障害(ASD)の安静時脳内ネットワークの特徴 (2014)
  • Author(s): 丁ミンヨン、齋藤大輔、岡本悠子、藤岡 徹、棟居俊夫、 友田明美、岡沢秀彦、小坂浩隆
  • Organizer: 第41回日本脳科学会大会
  • Place of Presentation: 福井県県民ホールAOSSA（福井市）
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [Presentation] ドパミントランスポーターイメージングの原理と臨床応用 (2014)
  • Author(s): 岡沢秀彦
  • Organizer: 第48回宮崎県核医学研究会
  • Place of Presentation: 宮崎観光ホテル（宮崎市）
  • Year and Date: 2014-10-31 – 2014-10-31
  • Invited
• [Presentation] Feasibility of pulsed continuous arterial spin labeling (pCASL) in quantitative evaluation of cerebral blood flow: Comparison with quantitative SPECT and PET. (2014)
  • Author(s): IsozakiM, Tada A, Tsujikawa T, Kimura H, Kikuta K, Okazawa H.
  • Organizer: Annual Congress of the European Association of Nuclear Medicine (EANM2014)
  • Place of Presentation: Goyhenburg, Sweden
  • Year and Date: 2014-10-18 – 2014-10-22
• [Presentation] ナノ粒子の特性を活かした分子プローブの創製 (2014)
  • Author(s): 牧野顕, 清野泰, 岡沢秀彦
  • Organizer: 第三回日本バイオマテリアル学会北陸若手研究発表会
  • Place of Presentation: 福井大学（福井市）
  • Year and Date: 2014-10-14 – 2014-10-14
• [Presentation] ドパミントランスポータの有用性：基本の確認と臨床応用 (2014)
  • Author(s): 岡沢秀彦
  • Organizer: 北九州パーキンソン症候群画像診断特別講演会
  • Place of Presentation: リーガロイヤルホテル小倉（北九州市）
  • Year and Date: 2014-10-09 – 2014-10-09
  • Invited
• [Presentation] Default mode network in young male adults with autism spectrum disorder: Relationship with autism spectrum traits. (2014)
  • Author(s): Jung M, Kosaka H, Saito DN, Ishitobi M, Munesue T, Tomoda A, Wada Y, Okazawa H, Iidaka T.
  • Organizer: 17th World Congress of Psychophysiology
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島市）
  • Year and Date: 2014-09-23 – 2014-09-27
• [Presentation] ドパミントランスポーターシンチグラフィの現状「撮像から読影」 (2014)
  • Author(s): 岡沢秀彦
  • Organizer: The 30th Annual Meeting of Brain Function Imaging Conference
  • Place of Presentation: ポートピアホール（神戸市）
  • Year and Date: 2014-09-20 – 2014-09-20
  • Invited
• [Presentation] 他者による観察が自閉症スペクトラム障害者の自己意識情動に及ぼす影響の検討 (2014)
  • Author(s): 守田知代、小坂浩隆、齋藤大輔、藤井 猛、石飛 信、棟居俊夫、猪原敬介、岡沢秀彦、柿木隆介、定藤規弘
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 成人、小児ASDにおけるカテゴリー選択的な視覚領域の活動 (2014)
  • Author(s): 岡本悠子、北田 亮、関あゆみ、田邊宏樹、林 正道、河内山隆紀、棟居俊夫、石飛 信、齋藤大輔、谷中久和、大森昌夫、和田有司、岡沢秀彦、小坂浩隆、小枝達也、定藤規弘
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 自閉症スペクトラム障害者のDMNの機能的連結に対するオキシトシン継続投与による影響 (2014)
  • Author(s): 小坂浩隆、丁ミンヨン、齋藤大輔、石飛 信、猪原敬介、新井清義、升谷泰裕、藤岡 徹、岡本悠子、棟居俊夫、友田明美、佐藤 真、定藤規弘、岡沢秀彦、和田有司
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 自閉症スペクトラム障害者における扁桃体の安静時脳活動 (2014)
  • Author(s): 丁ミンヨン、齋藤大輔、石飛 信、守田知代、猪原敬介、佐々木章宏、新井清義、升谷泰裕、藤岡 徹、岡本悠子、棟居俊夫、友田明美、定藤規弘、岡沢秀彦、飯高哲也、和田有司、小坂浩隆
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] イオフルパンSPECTの有用性：DATイメージングと線条体機能評価 (2014)
  • Author(s): 岡沢秀彦
  • Organizer: 第29回山陰核医学研究会
  • Place of Presentation: 松江テルサ（松江市）
  • Year and Date: 2014-07-12 – 2014-07-12
  • Invited
• [Presentation] 自閉症スペクトラム障害（ASD）における安静状態の脳活動パターン ～ 定型発達群（TD）との比較 ～ (2014)
  • Author(s): 丁ミンヨン, 小坂浩隆, 齋藤大輔, 石飛 信, 守田知代, 猪原敬介, 浅野みずき, 新井清義, 棟居俊夫, 友田明美, 和田有司, 定藤規弘, 飯髙哲也, 岡沢秀彦
  • Organizer: 共感性の進化・神経基盤キックオフミーティング
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス（東京）
  • Year and Date: 2014-07-05 – 2014-07-06
• [Presentation] 共感性に関わる脳機能の解明 -自閉症患者(ASD)と定型発達者(TD)の比較- (2014)
  • Author(s): 岡沢秀彦
  • Organizer: 共感性の進化・神経基盤キックオフミーティング
  • Place of Presentation: 東京大学駒場キャンパス（東京）
  • Year and Date: 2014-07-05 – 2014-07-06
• [Presentation] ドーパミントランスポータ(DAT)イメージング：基本概念と臨床応用について (2014)
  • Author(s): 岡沢秀彦
  • Organizer: 第71回高知県核医学症例検討会
  • Place of Presentation: 高知市文化プラザかるぽーと（高知市）
  • Year and Date: 2014-06-20 – 2014-06-20
  • Invited
• [Presentation] Functional connectivity in default mode network predicts autism spectrum traits? (2014)
  • Author(s): Jung M, Kosaka H, Saito DN, Ishitobi M, Morita T, Inohara K, Sasaki A, Asano M, Arai S, Masuya Y, Munesue T, Tomoda A, Wada Y, Sadato N, Okazawa H, Iidaka T.
  • Organizer: OHBM2014 (Human Brain Mapping)
  • Place of Presentation: Hamburg, Germany
  • Year and Date: 2014-06-08 – 2014-06-14
• [Presentation] Evaluation of cerebral oxidative stress in amyotrophic lateral sclerosis using 62Cu-ATSM PET. (2014)
  • Author(s): Okazawa H, Ikawa M, Tsujikawa T, Matsunaga A, Mori T, Kiyono Y, Yoneda M.
  • Organizer: The 61st Annual Meeting of The Society of Nuclear Medicine
  • Place of Presentation: St. Louis (USA)
  • Year and Date: 2014-06-07 – 2014-06-11
• [Presentation] Development of a low cost flexible module system for F-18 labeled PET tracer production (2014)
  • Author(s): Mori T, Takaki K, Fujibayashi Y, Okazawa H, Kiyono Y.
  • Organizer: The 61st Annual Meeting of The Society of Nuclear Medicine
  • Place of Presentation: St. Louis (USA)
  • Year and Date: 2014-06-07 – 2014-06-11
• [Presentation] 低価格高汎用性を目指したF-18標識薬剤自動合成システムの開発 (2014)
  • Author(s): 森哲也, 高木健志, 近藤篤彦, 藤林靖久, 岡沢秀彦, 清野泰
  • Organizer: 日本分子イメージング学会第9回総会・学術集会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター（豊中市）
  • Year and Date: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [Presentation] ドパミン(DA)神経系とそのイメージング: DAトランスポータ画像の臨床応用 (2014)
  • Author(s): 岡沢秀彦
  • Organizer: 第52回山陽核医学カンファレンス
  • Place of Presentation: 岡山プラザホテル（岡山市）
  • Year and Date: 2014-05-17 – 2014-05-17
  • Invited