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モチベーションの脳機能イメージング

計画研究

研究領域意志動力学(ウィルダイナミクス)の創成と推進
研究課題/領域番号 16H06402
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関浜松医科大学

研究代表者

尾内 康臣  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 教授 (40436978)

研究分担者 植木 美乃  名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (40467478)
大石 直也  京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40526878)
藤原 広臨  京都大学, 医学研究科, 助教 (10599608)
杉原 玄一  京都大学, 医学研究科, 助教 (70402261)
研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 交付 (2019年度)
配分額 *注記
125,450千円 (直接経費: 96,500千円、間接経費: 28,950千円)
2019年度: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円)
2018年度: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円)
2017年度: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円)
2016年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
キーワードモチベーションイメージング / モチベーション / 脳・神経
研究実績の概要

①モチベーションに関連したPET・MRIイメージングに関して、モチベーションに関連する神経伝達物質であるセロトニン神経系について、セロトニントランスポーターPETリガンドを用いて健常人と神経疾患患者で病態研究を行った。MRIによるVBMの所見とPET所見の一致性も検討した。さらにtDCS(経頭蓋直流電流刺激法)を用いて脳局所を刺激することで、行動学的な意欲や成績について検討した。課題fMRIを用いて、摂食障害における報酬・損失に対する脳活動を評価した。また、安静時fMRIを用いて、レム睡眠期行動異常症における運動感覚ネットワークの変容、および意欲と辺縁系ループの関連性について検討した。
②脳MRIコネクトーム解析技術の開発に関して、機能的MRIコネクトーム解析の精度向上のため、独立成分分析に基づいた心拍・呼吸・体動などのノイズ除去システムを構築した。さらに、構造的MRIコネクトームにおけるトラクトグラフィー精度向上のため、従来の拡散テンソル法に加えて拘束付球面デコンボリューション法に基づくコネクトーム解析システムを構築した。
③画像データを用いた機械学習技術の開発に関して、自己組織化マップにk-means法を組み合わせた新規手法と構造MRIを用いて統合失調症の層別化手法を開発した。昨年度開発した、深層学習を脳イメージングに応用するための基盤となるプログラム開発を元に、画像データの信号雑音比を向上するアルゴリズム開発を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

①セロトニントランスポーターに結合する11C-DASB-PETおよびMRI-VBMを用いて健常人20人、摂食障害患者20人の計測を終了し、論文投稿前の状態である。一方、tDCSの脳刺激結果に関しては、身体の体部表象に関わる脳領域を刺激するとパフォーマンスが改善することも証明でき、おおむね当初の計画通りに進展している。
②機能的MRIコネクトーム、構造的MRIコネクトームいずれにおいても、精度を向上するための手法を構築することに成功し、さらなるコネクトーム解析精度向上が期待されるなど、当初の計画通りに進展している。
③既存のシステムをもとに統合失調症の効果的な層別化手法を開発し、論文発表した。さらに、開発した深層学習を脳イメージングに応用する基盤プログラムをもとに画像データの信号雑音比を向上するアルゴリズム開発に成功するなど、当初の計画通りに進展している。
上記を鑑み、計画はおおむね順調に進展しているものと判断した。

今後の研究の推進方策

現時点で、本研究はおおむね順調に進展しているため、平成30年度も基本的には当初の研究計画に基づいて推進していく。すなわち、①モチベーションに関連したPET・MRIイメージングに関して、H29年度の疾患(摂食障害と統合失調症)データの収集を継続すると同時に、内発的動機づけに着目したPET・MRI研究を行い、モチベーションやその障害に関連する神経基盤の解明を継続する。②脳MRIコネクトーム解析技術の開発に関して、現在取得中の課題・安静時fMRIやDTIに対して現在の解析システムを適応し、必要に応じて更なる改良を行っていく。③画像データを用いた機械学習技術の開発に関して、既存のシステムを他の疾患に応用していくとともに、深層学習を用いた新規手法を画像データに適応し、必要に応じてアルゴリズム改良等を行う。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書

研究成果

(25件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 学会発表

  • [雑誌論文] The lateral occipito-temporal cortex is involved in the mental manipulation of body part imagery2017

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Mitsuru、Takahashi Tetsuya、Hirosawa Tetsu、Oboshi Yumi、Yoshikawa Etsuji、Minabe Yoshio、Ouchi Yasuomi
    • 雑誌名

      Front Hum Neurosci

      巻: 11 ページ: 1-11

    • DOI
      10.3389/fnhum.2017.00181
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] A pilot study of serotonergic modulation after long-term administration of oxytocin in autism spectrum disorder2017

    • 著者名/発表者名
      Hirosawa T, Kikuchi M, Ouchi Y, Takahashi T, Yoshimura Y, Kosaka H, Furutani N, Hiraishi H, Fukai M, Yokokura M, Yoshikawa E, Bunai T, Minabe Y.
    • 雑誌名

      Autism Res

      巻: - ページ: 113-117

    • DOI
      10.1002/aur.1761
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Oxytocin effects on emotional response to others' faces via serotonin system in autism: A pilot study. Psychiatry Res2017

    • 著者名/発表者名
      Fukai Mina、Hirosawa Tetsu、Kikuchi Mitsuru、Ouchi Yasuomi、Takahashi Tetsuya、Yoshimura Yuko、Miyagishi Yoshiaki、Kosaka Hirotaka、Yokokura Masamichi、Yoshikawa Etsuji、Bunai Tomoyasu、Minabe Yoshio
    • 雑誌名

      Psychiatry Res

      巻: 267 ページ: 45-50

    • DOI
      10.1016/j.pscychresns.2017.06.015
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reversible amygdala enlargement: a longitudinal observation of a patient with elderly onset temporal lobe epilepsy.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsudaira Takashi、Omote Yoshio、Terada Tatsuhiro、Kondo Akihiko、Obi Tomokazu、Ouchi Yasuomi、Inoue Yushi
    • 雑誌名

      J Neurol

      巻: 264 ページ: 2487-2490

    • DOI
      10.1007/s00415-017-8649-y
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging neuroinflammation to monitor α-synucleinopathy2017

    • 著者名/発表者名
      Ouchi Y
    • 雑誌名

      Lancet Neurol

      巻: 16 ページ: 763-764

    • DOI
      10.1016/s1474-4422(17)30244-2
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporoparietal Junction and Dorsolateral Prefrontal Cortex in Different Types of Behavioural Flexibility2017

    • 著者名/発表者名
      Tei S, Fujino J, Kawada R, Jankowski KF, Kauppi JP, van den Bos W, Abe N, Sugihara G, Miyata J, Murai T, Takahashi H.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 7 ページ: 6415-6415

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
  • [雑誌論文] Neural basis of altered earlier attention and higher order biological motion processing in schizophrenia2017

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Y, Takahashi H, Miyata J, Sugihara G, Murai T, Takahashi H.
    • 雑誌名

      Soc Neurosci

      巻: Aug 25 ページ: 1-8

    • DOI
      10.1080/17470919.2017.1366363
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Distinct Patterns of Cerebral Cortical Thinning in Schizophrenia: A Neuroimaging Data-Driven Approach2017

    • 著者名/発表者名
      Sugihara G, Oishi N, Son S, Kubota M, Takahashi H, Murai T.
    • 雑誌名

      Schizophr Bull

      巻: - ページ: 900-906

    • DOI
      10.1093/schbul/sbw176
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Brain atrophy in the visual cortex and thalamus induced by severe stress in animal model2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshii Takanobu、Oishi Naoya、Ikoma Kazuya、Nishimura Isao、Sakai Yuki、Matsuda Kenichi、Yamada Shunji、Tanaka Masaki、Kawata Mitsuhiro、Narumoto Jin、Fukui Kenji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 1-10

    • DOI
      10.1038/s41598-017-12917-z
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Alteration of Venous Drainage Route in Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus and Normal Aging.2017

    • 著者名/発表者名
      Satow Takeshi、Aso Toshihiko、Nishida Sei、Komuro Taro、Ueno Tsukasa、Oishi Naoya、Nakagami Yukako、Odagiri Masashi、Kikuchi Takayuki、Yoshida Kazumichi、Ueda Keita、Kunieda Takeharu、Murai Toshiya、Miyamoto Susumu、Fukuyama Hidenao
    • 雑誌名

      Front Aging Neurosci.

      巻: 9 ページ: 387-387

    • DOI
      10.3389/fnagi.2017.00387
    • NAID
      120006533289
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Depiction of microglial activation in aging and dementia: Positron emission tomography with [11C]DPA713 versus [11C]( R)PK11195.2017

    • 著者名/発表者名
      Yokokura M, Terada T, Bunai T, Nakaizumi K, Takebayashi K, Iwata Y, Yoshikawa E, Futatsubashi M, Suzuki K, Mori N, Ouchi Y.
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab

      巻: 37 ページ: 1-13

    • DOI
      10.1177/0271678x16646788
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vivo TSPO and cannabinoid receptor type 2 availability early in post-stroke neuroinflammation in rats: a positron emission tomography study.2017

    • 著者名/発表者名
      Hosoya T, Fukumoto D, Kakiuchi T, Nishiyama S, Yamamoto S, Ohba H, Tsukada H, Ueki T, Sato K, Ouchi Y.
    • 雑誌名

      J Neuroinflammation

      巻: 29 ページ: 69-69

    • DOI
      10.1186/s12974-017-0851-4
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Common and differential brain abnormalities in gambling disorder subtypes based on risk attitude2017

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi H, Tsurumi K, Murao T, Takemura A, Kawada R, Urayama SI, Aso T,Sugihara GI, Miyata J, Murai T, Takahashi H.
    • 雑誌名

      Addictive behaviors

      巻: 69 ページ: 48-54

    • DOI
      10.1016/j.addbeh.2017.01.025
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Age-related gender-specific changes in the brain metabolism and morphology2016

    • 著者名/発表者名
      Kakimoto A, Ito S, Okada H, Nishizawa S, Minoshima S, Ouchi Y.
    • 雑誌名

      J Nucl Med

      巻: 57 ページ: 221-225

    • DOI
      10.2967/jnumed.115.166439
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alterations in phase-related prefrontal activation during cognitive tasks and nicotinic α4β2 receptor availability in Alzheimer's Disease.2016

    • 著者名/発表者名
      Oboshi Y, Kikuchi M, Terada T, Yoshikawa E, Bunai T, Ouchi Y
    • 雑誌名

      J Alzheimers Dis

      巻: 53 ページ: 817-30

    • DOI
      10.3233/jad-151165
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A multicenter, randomized, placebo-controlled 1 trial for cilostazol in patients with MCI: the COMCID study protocol2016

    • 著者名/発表者名
      Saito S, Kojima S, Oishi N, Kakuta R, Maki T, Yasuno F, Nagatsuka K, Yamamoto H, Fukuyama H, Fukushima M, Ihara M
    • 雑誌名

      Alzheimer's & Dementia: Translational Research & Clinical Interventions

      巻: 2 ページ: 250-257

    • DOI
      10.1016/j.trci.2016.10.001
    • NAID
      120005973355
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている
  • [雑誌論文] Inano R, Oishi N, Kunieda T, Arakawa Y, Kikuchi T, Fukuyama H, Miyamoto S.2016

    • 著者名/発表者名
      Inano R, Oishi N, Kunieda T, Arakawa Y, Kikuchi T, Fukuyama H, Miyamoto S.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 6 ページ: 30344-30344

    • DOI
      10.1038/srep30344
    • NAID
      120005825907
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Predicting Motor Recovery at One Week After Ischemic Stroke: a Combined Transcranial Magnetic Stimulation and MRI Study2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Y, Oishi N, Mima T, Fukuyama H, Takahashi R, Toyoda K, Nagatsuka K, Ihara M
    • 学会等名
      International Stroke Conference
    • 発表場所
      Houston
    • 年月日
      2017-02-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] Differences in TSPO and cannabinoid receptor CB2 binding at an early stage in poststroke neuroinflammation in living rats.2017

    • 著者名/発表者名
      Ouchi Y, Fukumoto D, Kakiuchi T, Nishiyama S, Yamamoto S, Ohba H, Hosoya T, Tsukada H
    • 学会等名
      第18回Brain/BrianPET
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] n vivo imaging of mitochondrial complex CM-1 in the human brain.2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuomi Ouchi, Tatsuhiro Terada, Masami Futatsubashi, Bunai Tomoyasu, Masamichi Yokokura, Etsuji Yoshikawa, Hideo Tsukada.a
    • 学会等名
      第23回Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] In vivo depiction of neuroinflammation on the cholinergic system and cognition in humans.2017

    • 著者名/発表者名
      Ouchi Y.
    • 学会等名
      第13回 Internatioinal symposium of geriatirics and gerontology.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である / 招待講演
  • [学会発表] Altered cortico-striatal functional connectivity in REM sleep behavior disorder with subtle motor dysfunction2017

    • 著者名/発表者名
      Gohei Yamada, Yoshino Ueki, Takuya Oguri, Naoya Oishi, Ayako Fukui, Meiho Nakayama and Noriyuki Matsukawa
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] Neural basis of cognitive impairments in patients with diffuse axonal injury2016

    • 著者名/発表者名
      Ubukata S, Oishi N, Sugihara G, Yassin W, Aso T, Fukuyama H, Murai T, Ueda K
    • 学会等名
      46th ANNUAL MEETING NEUROSCIENCE
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] Reduced serotonin transporter availability in anorexia nervosa: a [11C]DASB PET study2016

    • 著者名/発表者名
      Yokokura M, Terada T, Bunai T, Nakaizumi K, Takebayashi K, Futatsubashi M, Yoshikawa E, Ouchi Y
    • 学会等名
      46th ANNUAL MEETING NEUROSCIENCE
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] Association between QOL and the sense of coherence in patients with Parkinson’s disease2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Abe A, Ueki Y, Yamawaki T, Ozaki I,Inukai A,Aiba I,Saito Y,Matsukawa N,Ando Y
    • 学会等名
      The 4th World Parkinson Congress
    • 発表場所
      Portlan
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際共著/国際学会である

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公開日: 2016-07-04   更新日: 2019-07-17  

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