| Project/Area Number |
21K19464
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 52:General internal medicine and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
釣木澤 朋和 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10716210)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
疋島 啓吾 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30420219)
笠原 和美 (疋島和美) 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (30706164)
阿部 十也 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 脳病態統合イメージングセンター, 部長 (60588515)
植松 朗 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90716242)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 解剖学的結合 / 拡散強調画像 / 機能的結合 / マカクサル / 人 / マウス / ヒト / MRI / DTI / functional connectivity / functional MRI / diffusion tensor imaging / functional blueprint / トランスレーショナル / fMRI |
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| Outline of Research at the Start |
安静時機能的MRI（fMRI）と拡散テンソル画像を用いることで、全脳の機能的結合および解剖学的ネットワークをヒト・動物モデルで計測可能になっている。しかし、動物モデルでのfMRIを臨床研究に結び付けた研究は少ない。これは、動物とヒトでは脳の構造が異なるため、脳機能ネットワークの比較が難しいからである。そこで本研究では、解剖学的結合と機能的結合の情報をマッピングした「functional blueprint」を開発し、種差を克服して機能的結合をヒトとモデル動物で比較可能にする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
異なる種間の脳構造を比較可能にするため、FSL、MRTRIX3、Free Surferを中心とした解析パイプラインの構築を行い、自作の高分解能のマカクサルのfMRI、DTI画像を取得し、ヒトと同様のパイプラインを構築して解析することに成功した。マカクサルの白質抽出は既存のプログラムが存在しないため、新たにプログラム作成を行い、ヒトと同様に白質を抽出することに成功した。脳全体で1億本の解剖学的結合を推定した。今年度は、昨年度に作成したマカクサル専用8チャンネルコイルを用いて、拡散強調画像および安静時fMRI計測を行った。白質構造による種差を明らかにするため、解剖学的結合をヒトとマカクサルで計算し、各関心領域間の機能的結合について比較した。ヒトとマカクサルとでは、各領域の細かい関心領域において機能の類似性が異なるものもあるので、先行研究を参考に独自に作成した共通の機能をもつ関心領域マップを作成し、その領域間の解剖学的結合を比較した。その結果、側頭葉からの解剖学的結合が最も異なることが分かった。ヒトとマカクサルの個体差についても解剖学的結合から検証した。その結果、解剖学的結合は、0.9前後の相動性があり（最大は1）、神経投射の構造は個体間で相動性が高いことがわかった。一方、機能的結合に関しては、0.4以下の相動性であり、個体間のバラツキが大きかった。マウス脳についてはDTI計測を行っているところである。
本研究成果は、種差を脳科学的に明らかにする重要な成果であり、直ちに論文発表を行う。
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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
人とマカクサルの種差に関する研究成果は論文投稿中でおおむね順調に進展している。マウスに関してはデータを取得中で、来年度には論文投稿までできる見通しである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、解剖学的結合に機能的結合を加え、機能と構造の両面から種差を明らかにする。
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