聴覚野の機能的非対称性は生得的か：NIRSを用いた人工内耳装用児の脳機能画像研究

• 研究課題/領域番号: 17K11326
• 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: 耳鼻咽喉科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山崎 博司 京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (80536243)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: fNIRS / 多チャンネル脳波計 / 聴覚野 / 人工内耳 / 視聴覚統合 / 脳波 / NIRS / EEG / 脳機能画像 / 聴覚 / 聴性皮質反応 / 発達

研究成果の概要

健聴者を対象としたfNIRS検査では語音に対する左聴覚野の優位性が検出できたが、人工内耳装用者では明らかな差を検出できなかった。fNIRS検査では側頭部の皮下組織や頭蓋骨が厚いと信号が小さくなる傾向があり、この個人差が検査結果に影響したと考えられた。その後多チャンネル脳波計をfNIRSの代わりに用いて純音刺激と語音刺激で励起される聴覚野のダイポールモーメントを解析すると、語音検査のみで有意に左聴覚野優位の賦活化を検出できた。さらに視聴覚統合のタスク時の脳機能を評価すると、視聴覚統合がおこりやすい被験者において、聴覚野と視覚野の同期的な脳活動を認めた。これらの結果を今後人工内耳装用者に応用する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

先天性難聴者では聴覚に関連した中枢神経回路の発達が傷害されると考えられている。人工内耳を介した音声入力は、部分的ではあるが聴覚関連中枢神経回路の発達を促すと考えられているがその詳細は不明である。人工内耳装用者はMRIを用いた脳機能評価が困難であるため、我々は人工内耳装用者でも施行可能なfNIRSと脳波計を用いて聴覚関連脳機能画像評価を行った。その結果、fNIRS検査では頭皮から脳表までの組織性状が検査結果に大きく影響するため注意が必要であること示唆された。一方、脳波検査では聴覚野賦活化だけでなく聴覚野と視覚野の同期的活動も検出することができ、今後人工内耳装用者に応用可能と考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Interhemispheric auditory connectivity requires normal access to sound in both ears during development (2020)
  • 著者名/発表者名: Smieja DA, Dunkley BT, Papsin BC, Easwar V, Yamazaki H, Deighton M, Gordon KA.
  • 雑誌名: Neuroimage 巻: 208 ページ: 116455-116455
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2019.116455
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] First Implant-Induced Changes in Rostral Brainstem Impair Second Implant Outcomes in Sequential Bilateral Cochlear Implant Children With Long Inter-Implant Delay (2019)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto I, Yamazaki H, Naito Y, Moroto S, Yamazaki T
  • 雑誌名: Otol Neurotol 巻: 40 号: 4 ページ: 367-372
  • DOI: 10.1097/mao.0000000000002130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intraoperative Evaluation of Cochlear Implant Electrodes Using Mobile Cone-Beam Computed Tomography (2019)
  • 著者名/発表者名: 1.Yamamoto, N., Okano, T., Yamazaki, H., Hiraumi, H., Sakamoto, T., Ito, J., and Omori, K.
  • 雑誌名: Otol Neurotol 巻: 40 号: 2 ページ: 177-183
  • DOI: 10.1097/mao.0000000000002097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical outcomes of end-flexible-rigidscopic transoral surgery (E-TOS) in patients with T1-selected T3 pharyngeal and supraglottic cancers (2019)
  • 著者名/発表者名: 2.Watanabe, Y., Tanaka, S., Hiratsuka, Y., Yamazaki, H., Yoshida, T., Kusano, J., Morita, I., Matsunaga, M., Kitano, M., and Yamaguchi, T
  • 雑誌名: Acta oto-laryngologica 巻: 139 ページ: 187-194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defect repair with fibrin glue/polyglycolic acid after endoscopic laryngopharyngeal cancer resection (2019)
  • 著者名/発表者名: 3.Watanabe, Y., Tanaka, S., Hiratsuka, Y., Yamazaki, H., Yoshida, T., Kusano, J., Matsunaga, M., Kitano, M., Nakahira, M., and Oe, K
  • 雑誌名: The Laryngoscope 巻: 139 号: 7 ページ: 187-194
  • DOI: 10.1002/lary.28265
• [雑誌論文] Clinical outcomes of end-flexible-rigidscopic transoral surgery (E-TOS) in patients with T1-selected T3 pharyngeal and supraglottic cancers (2019)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Yoshiki、Tanaka Shinzo、Hiratsuka Yasuyuki、Yamazaki Hiroshi、Yoshida Takao、Kusano Junko、Morita Isao、Matsunaga Momoko、Kitano Masayuki、Yamaguchi Tomoya
  • 雑誌名: Acta Oto-Laryngologica 巻: 139 号: 2 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1080/00016489.2018.1532106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cortical Representation of Interaural Time Difference Is Impaired by Deafness in Development: Evidence from Children with Early Long-term Access to Sound through Bilateral Cochlear Implants Provided Simultaneously (2017)
  • 著者名/発表者名: Easwar Vijayalakshmi、Yamazaki Hiroshi、Deighton Michael、Papsin Blake、Gordon Karen
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 37 号: 9 ページ: 2349-2361
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2538-16.2017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous bilateral cochlear implants: Developmental advances do not yet achieve normal cortical processing (2017)
  • 著者名/発表者名: Easwar Vijayalakshmi、Yamazaki Hiroshi、Deighton Michael、Papsin Blake、Gordon Karen
  • 雑誌名: Brain and Behavior 巻: 7 号: 4
  • DOI: 10.1002/brb3.638
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phonological memory in sign language relies on the visuomotor neural system outside the left hemisphere language network (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanazawa, Y. Nakamura, K. Ishii, T. Aso, T. Yamazaki, H. Omori, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 9 ページ: 0177599-0177599
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0177599
  • NAID: 120006533290
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cortical Processing of Level Cues for Spatial Hearing is Impaired in Children with Prelingual Deafness Despite Early Bilateral Access to Sound (2017)
  • 著者名/発表者名: Easwar Vijayalakshmi、Yamazaki Hiroshi、Deighton Michael、Papsin Blake、Gordon Karen
  • 雑誌名: Brain Topography 巻: 31 号: 2 ページ: 270-287
  • DOI: 10.1007/s10548-017-0596-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cortical hemispheric asymmetries are present at young ages and further develop into adolescence (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Hiroshi、Easwar Vijayalakshmi、Polonenko Melissa Jane、Jiwani Salima、Wong Daniel D. E.、Papsin Blake Croll、Gordon Karen Ann
  • 雑誌名: Human Brain Mapping 巻: 39 号: 2 ページ: 941-954
  • DOI: 10.1002/hbm.23893
  • 査読あり
• [学会発表] First CI-induced Maturation of Rostral Brainstem Impairs 2nd CI Outcomes in Sequential Bilateral CI (2019)
  • 著者名/発表者名: 1.Yamazaki, H., Kishimoto, I., Naito, Y., Moroto, S., and Yamazaki, T.
  • 学会等名: 12th APSCI (Asia Pacific Symposium on Cochlear Implants) and Related Sciences
  • 国際学会
• [学会発表] 人工内耳装用者の発声コントロールに関する研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山崎博司
  • 学会等名: 第29回 日本耳科学会 総会・学術講演会