電磁気脳刺激による治療評価を可能とする可塑性イメージング技術の確立

• 研究課題/領域番号: 15K01834
• 研究種目: 基盤研究(Ｃ)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 研究機関: 福島県立医科大学 (2017-2018); 東北大学 (2015-2016)
• 研究代表者: 阿部 十也 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (60588515)
• 研究協力者: 高野 裕二
• 研究期間 (年度): 2015-10-21 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 記憶 / 神経可塑性 / 核磁気共鳴法 / 核磁気共鳴画像 / 微細解剖構造変化 / 学習 / 可塑性 / MRI / 核磁気共鳴法(MRI)

研究成果の概要

可塑性イメージング技術の開発には神経可塑性の分子基盤との関係性を検証する必要がある。そのため、動物モデルを用い、同様に神経可塑性を誘導する記憶に焦点を当てることに変更した。
記憶の痕跡は分散して全脳の神経回路に刻み込まれる。核磁気共鳴(MRI)技術は全脳を検索できる。記憶の痕跡を捉える技術は提案されていない。記憶は神経回路構造の微視的な形態を変化させる。MRI技術で微視的形態変化を捉えることができる。我々はこの技術を利用して、ラットの空間学習後の海馬MRI変化を捉えた。その変化は長期記憶の成績と相関した。このMRI変化は記憶の痕跡と関係あるかもしれない。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は、長期記憶の痕跡と関係したMRI変化を捉えた。今回の研究で開発した動物実験系を用いて、MRI変化と神経回路の形態変化との関係性を調べる予定である。この研究成果は、記憶の痕跡を可視化するMRI技術に生物学的根拠を与える次の研究の礎となる。当初の提案では、電磁気脳刺激の治療効果をMRI技術で捉える事を目的にしていた。神経可塑性は治療効果の下位基盤となる。今回の成果は提案当初の目的達成にも通じる。

研究成果

• [雑誌論文] Frequency-dependent current perception threshold in healthy Japanese adults. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakatani-Enomoto S, Yamazaki M, Kamimura Y, Abe M, Asano K, Enomoto H, Wake K, Watanabe S, Ugawa Y
  • 雑誌名: Bioelectromagnetics. 巻: 40 号: 3 ページ: 150-159
  • DOI: 10.1002/bem.22175
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Motor Network Reduces Multisensory Illusory Perception. (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami T, Abe M, Wiratman W, Fujiwara J, Okamoto M, Mizuochi-Endo T, Iwabuchi T, Makuuchi M, Yamashita A, Tiksnadi A, Chang FY, Kubo H, Matsuda N, Kobayashi S, Eifuku S, Ugawa Y.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 38(45) ページ: 9679-9688
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Preliminary Comparison of Motor Learning Across Different Noninvasive Brain Stimulation Paradigms Shows No Consistent Modulations. (2018)
  • 著者名/発表者名: Virginia Lopez-Alonso, Sook-Lei Liew, Miguel Fernandez del Olmo, Binith Cheeran, Marco Sandrini, Mitsunari Abe, Leonardo G Cohen
  • 雑誌名: Front. Neurosci. 巻: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.3389/fnins.2018.00253
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 脊椎・脊髄外傷の診断・評価 脳脊髄機能的MRIによる皮質脊髄路の神経機能評価法の開発とその展望 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高澤 英嗣, 阿部 十也, 飯塚 伯, 設楽 仁, 高岸憲二, 花川 隆.
  • 雑誌名: 整形外科 巻: 67(8) ページ: 707-711
• [雑誌論文] 脳脊髄機能的MRIによる皮質脊髄路の機能評価法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高澤 英嗣, 阿部 十也, 飯塚 伯, 設楽 仁, 高岸憲二, 花川 隆.
  • 雑誌名: Journal of Spine Research 巻: 7(9) ページ: 1366-1372
• [雑誌論文] Variability in response to quadripulse stimulation of the motor cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K., Groiss S.J., Hamada M., Enomoto H., Kadowaki S., Abe M., Murakami T., Wiratman W., Chang F., Kobayashi S., Hanajima R., Terao Y., Ugawa Y.
  • 雑誌名: Brain Stimulation 巻: 9 号: 6 ページ: 859-866
  • DOI: 10.1016/j.brs.2016.01.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neurophysiological correlates of motor deficits in patients in Benign Epilepsy with Centro-Temporal Spikes (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe M
  • 雑誌名: Clin Neurophysiol 巻: 127(2) ページ: 991-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] The inter-individual variability of quadripulse stimulation (QPS) (2015)
  • 著者名/発表者名: 2.Enomoto H, Kadowaki S, Abe M, Nakamura K, Kobayashi S, Murakami T, Hanajima R, Terao Y, Hamada M, Ugawa Y.
  • 雑誌名: BRAIN STIMULATION 巻: 8(2) ページ: 336-337
• [学会発表] Biphasic change in water diffusion MRI signals in the hippocampus of the rat brains following training of the Barnes maze task across the successive 2-days and 6-days sess ions. (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe M., Takano Y., Higuchi T., Ryoke R., Ohara S., Taki Y., Kawashima R.
  • 学会等名: SfN2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Change in effects of odor contexts over time that modify memory in relation to order of remote and recent past episodes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe M. and Ugawa Y.
  • 学会等名: Neuroscience 2016 Annual Meeting (San Diego)
  • 発表場所: San Diego, United States of America
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Contribution of the motor system to McGurk effect - event-related fMRI and TMS studies -. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murakami T., Fujiwara J., Sakamoto Y., Okamoto M., Mizuochi T., Iwabuchi T., Makuuchi M., Abe M., Kubo H., Matsuda N., Kobayashi S., Ugawa Y.
  • 学会等名: Neuroscience 2016 Annual Meeting (San Diego), 2016
  • 発表場所: San Diego, United States of America
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] Sex differences in the effects of OXTR rs4686302 in the dorsal anterior cingulate cortex (dACC). (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii W., Abe M., Tomita H., Takeuchi H., Kawashima R., Taki Y.
  • 学会等名: Human Brain Mapping GENEVA 2016 (Geneva)
  • 発表場所: Geneva, Switzerland
  • 年月日: 2016-07-26
  • 国際学会