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瞳孔径解析による統合失調症の非定型アラートネスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K23395
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0110:心理学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター

研究代表者

白間 綾  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 児童・予防精神医学研究部, リサーチフェロー (50738127)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード自律神経系 / 統合失調症 / 瞳孔計測 / 認知機能障害 / アラートネス / 瞳孔径
研究開始時の研究の概要

統合失調症における認知機能(注意,記憶等)の低下は難治療性であり,当事者の社会参加を阻む大きな障害となっている。認知機能に関与する神経系の一つとして,青斑核ノルアドレナリン系による警戒機能(アラートネス)がある。前帯状皮質はアラートネスの切り替えに関わるが,統合失調症では同領域に解剖学的・機能的異常が認められる。本研究では,瞳孔径から交感神経系および副交感神経系の活動を同時に推定する手法により,非侵襲的に統合失調症におけるアラートネスの特徴を明らかにする。

研究成果の概要

統合失調症における認知機能の低下は難治療性であり,当事者の社会参加を阻む大きな障害となっている。認知機能に関与する神経系は複数あり,このうち広範な脳領域に投射する青斑核Na系はアラートネスとよばれる機能を担う。前帯状皮質はアラートネスの切り替えに関わるが,統合失調症では同領域に解剖学的・機能的異常が認められる。本研究では,青斑核ニューロンの発火頻度を反映する瞳孔径の時間的な複雑性と左右瞳孔の非対称性の解析により,覚醒や注意機能を担うLCと交感・副交感神経の活動を推定する手法を確立した。なお解析方法については,共同で特許出願を行なった(特願2020-168949)。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来から瞳孔径がLC神経の活動を反映することは知られていたが,瞳孔径を支配する神経系は,交感・副交感神経系の二重支配を受けるなど単純ではなく,データの解釈には限界があった。加えて,瞳孔径の時系列の挙動には複雑なパターンが含まれるが,なぜ複雑な挙動が生じるのかほとんどわかっていなかった。本研究の提案により,覚醒や注意機能を担う脳活動をリアルタイムに推定することが可能となった。多くの精神疾患では覚醒や注意機能の異常が見られるが,対象者の心理的・身体的負担が少ない本手法により対象者の覚醒や注意機能の評価を行い,精神疾患の診断の補助とするなどの利用方法が期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Pupillometric Complexity and Symmetricity Follow Inverted-U Curves Against Baseline Diameter Due to Crossed Locus Coeruleus Projections to the Edinger-Westphal Nucleus2021

    • 著者名/発表者名
      Nobukawa Sou、Shirama Aya、Takahashi Tetsuya、Takeda Toshinobu、Ohta Haruhisa、Kikuchi Mitsuru、Iwanami Akira、Kato Nobumasa、Toda Shigenobu
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 12 ページ: 614479-90

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.614479

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of attention-deficit hyperactivity disorder based on the complexity and symmetricity of pupil diameter2021

    • 著者名/発表者名
      Nobukawa Sou、Shirama Aya、Takahashi Tetsuya、Takeda Toshinobu、Ohta Haruhisa、Kikuchi Mitsuru、Iwanami Akira、Kato Nobumasa、Toda Shigenobu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-021-88191-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atypical alert state control in adult patients with ADHD: A pupillometry study2020

    • 著者名/発表者名
      Shirama Aya、Takeda Toshinobu、Ohta Haruhisa、Iwanami Akira、Toda Shigenobu、Kato Nobumasa
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 12 ページ: e0244662-e0244662

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0244662

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Atypical alert state control in ADHD adults: A pupillometry study2019

    • 著者名/発表者名
      Shirama, A., Takeda, T., Ohta, H., & Toda, S.
    • 学会等名
      49th Annual Meeting of Japanese Society of Neuropsychopharmacology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 精神神経活動推定装置2020

    • 発明者名
      2020
    • 権利者名
      国立精神・神経医療研究センター、千葉工業大学、福井大学、昭和大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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