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高感度・超高速MRIによる脳の動特性計測及び動的脳機能マップの作製

研究課題

研究課題/領域番号 17K01993
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 脳計測科学
研究機関東北福祉大学

研究代表者

成 烈完  東北福祉大学, 感性福祉研究所, 准教授 (30358816)

研究分担者 小川 誠二  東北福祉大学, 感性福祉研究所, 教授 (00358813)
河地 庸介  東北福祉大学, 総合福祉学部, 准教授 (20565775)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード脳機能計測 / 非侵襲的脳活動計測 / 動的脳機能マップ / 安静時fMRI / BOLD / 信号経路 / resting state fMRI / 動特性 / 神経活動 / 非線形 / 超高速測定 / 超高速MRI / 脳機能 / 機能マップ / 高感度
研究成果の概要

脳機能活動に関わる動的脳機能マップの作製を試みた。全脳を対象に安静時fMRI信号の解析を行う上で主要脳部位の同定を行い、視覚、聴覚、感情、記憶、注意、嗅覚、言語などに関わる96の脳領域が同定できた。これらの脳領域間で相関関係が認められた脳領域で信号の立ち上がりの前後関係について、第一感覚野から高次野までの潜時のパターンによる動的マップが作成できた。また、刺激を、fMRIデータを収集する全区間に渡って与えながら信号のfluctuationを調べることにより、前述の96の脳領域からのfMRI信号の相関でも、安静時fMRI信号でみられるものと類似なパターンの動的脳機能マップを得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳の各部位または部位間の動的な活動に対する情報を得ることは、脳の働きを理解する上で必須不可欠である。本研究では静的脳機能マップの情報の上に動特性マップを加えることができた。これにより、脳内の信号の伝達過程、信号の入出力関係に関わる情報が加えられることになり、第一感覚野からの情報が如何に処理されるかについての信号処理メカニズムの解明など脳機能研究に貢献できる。また、学習、訓練などによる脳の可塑的変化及び加齢などによる脳認知機能変化などをダイナミックな観点でとらえることが期待でき、脳計測による教育効果の評価と認知症の早期診断などのような応用技術の開発に貢献できると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Neuroscience Research Institute/Gachon University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Evaluating the effects of head motion when processing multi-echo MRI data2020

    • 著者名/発表者名
      1.Sung Y, Kawachi Y, Ogawa S
    • 雑誌名

      Report of Kansei Fukushi Research Institute

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial and temporal distribution of category-specific brain areas seen through resting state fMRI signals2020

    • 著者名/発表者名
      2.Sung Y, Naoe T, Kiyama S, Ogawa S
    • 雑誌名

      Report of Kansei Fukushi Research Institute

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of Multichannel Head Array Coils for fMRI Experiments.2019

    • 著者名/発表者名
      Sung Y, Kawachi Y, Ogawa S
    • 雑誌名

      Report of Kansei Fukushi Research Institute

      巻: -

    • NAID

      40021937257

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of physiological sources of nonlinearity in blood oxygenation level-dependent contrast signals2018

    • 著者名/発表者名
      Kang Daehun、Sung Yul-Wan、Shioiri Satoshi
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance Imaging

      巻: 46 ページ: 121-129

    • DOI

      10.1016/j.mri.2017.10.017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Functional characteristics of category-specific brain areas seen through rs-fMRI signals2019

    • 著者名/発表者名
      5.Naoe T, Sung Y, Kiyama S, Ogawa S
    • 学会等名
      ISMRM Japan Chapter, Dec13-14 (Ciba, QST)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Functional characteristics of stimulus driven resting state fMRI signals2019

    • 著者名/発表者名
      3.Sung Y, Ogawa S
    • 学会等名
      The 46th annual meeting of the Society for Neuroscience, Chicago(Convention Center), USA, Oct. 19 -23
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of intrinsic properties in resting state fMRI signals by multi-echo EPI2019

    • 著者名/発表者名
      4.Sung Y, Ogawa S
    • 学会等名
      The 47th annual meeting of the Japanese Society for Magnetic Resonance In Medicine, Kumamoto, Dec13-14 (JAL Hotel)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Difference in functional characteristics of task-fMRI and resting state fMRI2019

    • 著者名/発表者名
      6.Sung Y, Ogawa S
    • 学会等名
      The 25th annual meeting of the Organization for Human Brain Mapping, Rome (Auditorium), Italy, Jun 9-13
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Task related regional difference in temporal characteristics of fMRI signals2019

    • 著者名/発表者名
      7.Sung Y, Ogawa S
    • 学会等名
      The 25th annual meeting of the Organization for Human Brain Mapping, Rome (Auditorium), Italy, Jun 9-13
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of specific functional brain areas reflecting individual characteristics2019

    • 著者名/発表者名
      Sung Y, Kawachi Y, Ogawa S
    • 学会等名
      The 21st Congress of Japan Human Brain Mapping Society, Tokyo (The University of Tokyo), Mar 15-16
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantification method of brain networks and estimation of network measure2019

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Y, Sung Y, Ogawa S
    • 学会等名
      The 21st Congress of Japan Human Brain Mapping Society, Tokyo (The University of Tokyo), Mar 15-16
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional specificity of resting-state fMRI signals2018

    • 著者名/発表者名
      Sung Y, Kawachi Y, Ogawa S
    • 学会等名
      The 23th annual meeting of the Organization for Human Brain Mapping, Singapore (SunTech Place), Jun 17-21
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional specificity of resting-state fMRI signals2018

    • 著者名/発表者名
      Sung Y, Ogawa S
    • 学会等名
      The 46th annual meeting of the Japanese Society for Magnetic Resonance In Medicine, Kanazawa (Hotel Nikko Kanazawa), Sep 18-20
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] High resolution functional imaging of motor/somatosensory cortices by 7T2018

    • 著者名/発表者名
      Whang Seok-Il, Sung Yul-Wan, Chung Junyooung, Ogawa Seiji
    • 学会等名
      International Congress on Magnetic Resonance Imaging (ICMRM) 2018, Seoul (Grand Hilton Hotel), Korea
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-22  

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