マルチモーダルイメージングによる皮質内構造・機能・行動連関の解明

• 研究課題/領域番号: 15K12779
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 脳計測科学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 林 拓也 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (50372115)
• 研究分担者: 渡部 浩司 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (40280820) ; 合瀬 恭幸 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, リサーチアソシエイト (70519404)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 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: MRI / 拡散強調画像 / 機能的MRI画像 / 皮質マッピング / 機能的MRI画像法 / マルチモーダル / 神経突起 / 拡散MRI / PET / 機能的MRI / 安静時脳活動 / 神経伝達物質 / 皮質内分画化 / マルチモーダルイメージング

研究成果の概要

本研究はマルチモーダル非侵襲脳画像情報により皮質内機能・構造分布の同定を行うことで個体の行動特性を説明を試みることを目的とする。本研究期間において、マルチモーダル非侵襲脳画像情報を取得する技術開発を進め、実際の脳データ取得をヒト・霊長類動物において進めた。また皮質内構造・機能特性を可視化する解析技術の開発をすすめ、生物学的特性間の連関や、行動との連関の解析を進めるための基盤技術を構築した。本研究期間中に皮質内の神経突起特性とミエリンや組織学的皮質構築との高い関連性があることがわかり科学論文として報告できた。今後さらに解析技術を構築し、行動との連関性を高精度に検出する技術を開発する。

研究成果

• [国際共同研究] セントルイス・ワシントン大学(米国)
• [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)
• [国際共同研究] ロンドン大学(英国)
• [国際共同研究] ワシントン大学セントルイス(米国)
• [国際共同研究] Washington University(米国)
• [国際共同研究] University College London(英国)
• [雑誌論文] Neurite imaging reveals microstructural variations in human cerebral cortical gray matter (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukutomi, H., Glasser, M.F., Zhang, H., Autio, J.A., Coalson, T.S., Okada, T., Togashi, K., Van Essen, D.C., and Hayashi, T.
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: in press ページ: 488-499
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2018.02.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Human iPS cell-derived dopaminergic neurons function in a primate Parkinson’s disease model (2017)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi Tetsuhiro、Morizane Asuka、Doi Daisuke、Magotani Hiroaki、Onoe Hirotaka、Hayashi Takuya、Mizuma Hiroshi、Takara Sayuki、Takahashi Ryosuke、Inoue Haruhisa、Morita Satoshi、Yamamoto Michio、Okita Keisuke、Nakagawa Masato、Parmar Malin、Takahashi Jun
  • 雑誌名: Nature 巻: 548 号: 7669 ページ: 592-596
  • DOI: 10.1038/nature23664
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] MHC matching improves engraftment of iPSC-derived neurons in non-human primates. (2017)
  • 著者名/発表者名: Morizane A, Kikuchi T, Hayashi T, Mizuma H, Takara S, Doi H, Mawatari A, Glasser MF, Shiina T, Ishigaki H, Itoh Y, Okita K, Yamasaki E, Doi D, Onoe H, Ogasawara K, Yamanaka S, Takahashi J.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 8 号: 1 ページ: 385-385
  • DOI: 10.1038/s41467-017-00926-5
  • NAID: 120006365783
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular, Functional, and Structural Imaging of Major Depressive Disorder. (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhang, K., Zhu, Y., Zhu, Y., Wu, S., Liu, H., Zhang, W., Xu, C., Zhang, H., Hayashi, T., and Tian, M.
  • 雑誌名: Neurosci. bull. 巻: 32 号: 3 ページ: 273-285
  • DOI: 10.1007/s12264-016-0030-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 霊長類脳コネクトーム (2018)
  • 著者名/発表者名: 林 拓也
  • 学会等名: 第20回ヒト脳機能マッピング学会
  • 招待講演
• [学会発表] Brain Connectome in Primates. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takuya Hayashi
  • 学会等名: International Symposium of Marmoset Science
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Challenges of Brain Connectome in Primates (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuya Hayashi
  • 学会等名: ABiS international symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヒト・霊長類動物脳コネクトームとパイプライン (2017)
  • 著者名/発表者名: 林 拓也
  • 学会等名: 第1回ヒト脳イメージング研究会
  • 招待講演
• [学会発表] In vivo cortical dopamine D2 receptor binding in humans, macaques and marmosets (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama Chihiro, Autio Joonas, Ose Takayuki, Kawasaki Akihiro, Takeda Chiho, Takahashi Kayo, Igesaka Ami, Doi Hisashi, Watanabe Yasuyoshi, Hayashi Takuya
  • 学会等名: Neuroscience 2016(Society for Neuroscience, SfN)
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, United States
  • 国際学会
• [学会発表] MRI・PET を用いた大脳皮質可塑性の視覚化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 拓也
  • 学会等名: 第46回日本臨床神経生理学会
  • 発表場所: ホテルハマツ, 郡山
  • 招待講演
• [学会発表] In vivo dopamine D2 receptor binding in the brain cortical surface of humans, macaque monkeys and common marmosets (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama Chihiro, Autio Joonas, Kawasaki Akihiro, Takeda Chiho, Takahashi Kayo, Igesaka Ami, Doi Hisashi, Hayashi Takuya
  • 学会等名: 第6回 日本マーモセット研究会大会
  • 発表場所: 東京大学農学部弥生講堂
• [学会発表] Preclinical perspectives on the mechanism of aberrant brain network and dopamine dysfunction (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Takuya, Autio Joonas
  • 学会等名: 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5周年記念国際シンポジウム
  • 発表場所: 国立精神・神経医療研究センター, 東京
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Image fusion using a novel multi-modal imaging marker (2016)
  • 著者名/発表者名: Ose Takayuki, Watabe Hiroshi, Autio Joonas, Tanki Nobuyoshi, Igesaka Ami, Doi Hisashi, Wada Yasuhiro, Hayashi Takuya
  • 学会等名: NRM2016
  • 発表場所: Boston, Mass., United States
  • 国際学会
• [学会発表] High-resolution diffusion and structural MRI brain atlas of rhesus macaques (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi et al
  • 学会等名: Organization of Human Brain Mapping
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会