ウェブ会議システムおよびリモートアクセスを活用した脳画像解析学習支援環境の開発

• 研究課題/領域番号: 21K12153
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分62030:学習支援システム関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 根本 清貴 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80550152)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2021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: 脳画像解析 / 脳画像解析学習支援 / 学習支援環境 / eラーニング / ウェブ会議システム

研究開始時の研究の概要

脳画像研究は非侵襲的に脳の構造や機能を探索することができるが、脳画像解析手法を習得することは容易ではない。各研究者が自分の研究室からライブセミナーに参加することができれば、自身の研究環境で解析手法が学ぶことができ、能率が向上する可能性がある。そこで、本研究では、ウェブ会議システムを活用した脳画像解析学習支援環境の開発を行う。このシステムの特徴は、学習コンテンツ以外にも、脳画像解析システムも提供すること、そして、個別サポートもパッケージングすることにより、個々の研究者の研究の論文化まで見据えているところである。

研究成果の概要

本研究では、ウェブ会議システムを活用した脳画像解析学習支援環境の開発を行った。脳画像解析システムLin4Neuroを仮想マシンとして開発し公開した。また、コミュニケーションツールPumbleを導入し、研究者のコミュニティを構築した。さらに、DICOM画像の取り扱いのための様々なスクリプトを開発し、研究者を支援すると同時にそれらのスクリプトを公開した。これらの結果、脳画像解析が頓挫していたプロジェクトがいくつも解析が進むようになり、20本以上の論文の発表に貢献することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳画像解析に速やかに取り組める環境を構築し、PCビルダーと協働して脳画像解析ツールがプリインストールされているPCの発売も行うことができた。また、ビデオ会議ツールを使った画面共有、コミュニケーションツールを使ったインタラクティブなコミュニケーションを併用することで、脳画像解析の支障となる様々な問題が従前よりも速やかに解決されるようになった。さらに、近年IT業界で頻用されているバージョン管理ツールを活用することで、開発したスクリプトを公開するとともに、必要に応じてスクリプトを柔軟に改変することもできるようになった。

研究成果

• [雑誌論文] Brain Healthcare Quotient as a Tool for Standardized Approach in Brain Healthcare Interventions (2024)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Keitaro、Nemoto Kiyotaka、Hamano Ami、Kawamori Masahito、Arai Tetsuaki、Yamakawa Yoshinori
  • 雑誌名: Life 巻: 14 号: 5 ページ: 560-560
  • DOI: 10.3390/life14050560
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Smartphone app for lifestyle improvement improves brain health and boosts the vitality and cognitive function of healthy middle‐aged adults (2024)
  • 著者名/発表者名: Kokubun Keisuke、Nemoto Kiyotaka、Yamakawa Yoshinori
  • 雑誌名: Brain and Behavior 巻: 14 号: 5
  • DOI: 10.1002/brb3.3500
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct eye movement patterns to complex scenes in Alzheimer’s disease and Lewy body disease (2024)
  • 著者名/発表者名: Yamada Yasunori、Shinkawa Kaoru、Kobayashi Masatomo、Nemoto Miyuki、Ota Miho、Nemoto Kiyotaka、Arai Tetsuaki
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 18
  • DOI: 10.3389/fnins.2024.1333894
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Longitudinal reduction in brain volume in patients with schizophrenia and its association with cognitive function (2024)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki R, Matsumoto J, Ito S, Nemoto K, Fukunaga M, Hashimoto N, Kodaka F, Takano H, Hasegawa N, Yasuda Y, Fujimoto M, Yamamori H, Watanabe Y, Miura K, Hashimoto R
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacology Reports 巻: 44 号: 1 ページ: 206-215
  • DOI: 10.1002/npr2.12423
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Continuous inhalation of essential oil increases gray matter volume (2024)
  • 著者名/発表者名: Kokubun Keisuke、Nemoto Kiyotaka、Yamakawa Yoshinori
  • 雑誌名: Brain Research Bulletin 巻: 208 ページ: 110896-110896
  • DOI: 10.1016/j.brainresbull.2024.110896
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nucleus accumbens degeneration in spinocerebellar ataxia type 2: a preliminary study (2024)
  • 著者名/発表者名: Nakayama Kenjiro、Nemoto Kiyotaka、Arai Tetsuaki
  • 雑誌名: Psychogeriatrics 巻: 24 号: 2 ページ: 345-354
  • DOI: 10.1111/psyg.13080
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Association between Lifestyles (Walking/Diet) and Cultural Intelligence: A New Attempt to Apply Health Science to Cross-Cultural Research (2023)
  • 著者名/発表者名: Kokubun Keisuke、Nemoto Kiyotaka、Yamakawa Yoshinori
  • 雑誌名: Behavioral Sciences 巻: 14 号: 1 ページ: 28-28
  • DOI: 10.3390/bs14010028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prediction of Cochlear Implant Effectiveness With Surface-Based Morphometry (2023)
  • 著者名/発表者名: Minami Shujiro、Takahashi Masahiro、Shinden Seiichi、Shirai Kyoko、Oishi Naoki、Nishimura Hiroshi、Masuda Masatsugu、Masuda Sawako、Nishiyama Takanori、Hosoya Makoto、Ueno Masafumi、Kashio Akinori、Yamada Hiroyuki、Matsunaga Tatsuo、Kaga Kimitaka、Shintani Ayumi、Nemoto Kiyotaka
  • 雑誌名: Otology & Neurotology 巻: 45 号: 2 ページ: 114-120
  • DOI: 10.1097/mao.0000000000004070
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cerebral cortical structural alteration patterns across four major psychiatric disorders in 5549 individuals. (2023)
  • 著者名/発表者名: J. Matsumoto，M. Fukunaga，K. Miura，K. Nemoto K，N. Okada, et al.
  • 雑誌名: Mol Psychiatry 巻: 28 号: 11 ページ: 4915-4923
  • DOI: 10.1038/s41380-023-02224-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Subcortical volumetric alterations in four major psychiatric disorders: a mega-analysis study of 5604 subjects and a volumetric data-driven approach for classification. (2023)
  • 著者名/発表者名: N. Okada，et al.
  • 雑誌名: Mol Psychiatry. 巻: 28 号: 12 ページ: 5206-5216
  • DOI: 10.1038/s41380-023-02141-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Posterior cingulate cortex spontaneous activity associated with motor response inhibition in patients with obsessive-compulsive disorder: A resting-state fMRI study (2023)
  • 著者名/発表者名: Tomiyama Hirofumi、Murayama Keitaro、Nemoto Kiyotaka、Tomita Mayumi、Hasuzawa Suguru、Mizobe Taro、Kato Kenta、Matsuo Akira、Ohno Aikana、Kan Minji、Togao Osamu、Hiwatashi Akio、Ishigami Kousei、Nakao Tomohiro
  • 雑誌名: Psychiatry Research: Neuroimaging 巻: 334 ページ: 111669-111669
  • DOI: 10.1016/j.pscychresns.2023.111669
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gyrification of the medial and lateral orbitofrontal cortex in first-degree relatives of patients with obsessive-compulsive disorder (2023)
  • 著者名/発表者名: Tomiyama Hirofumi、Murayama Keitaro、Nemoto Kiyotaka、Kato Kenta、Matsuo Akira、Ohno Aikana、Kang Mingi、Togao Osamu、Ishigami Kousei、Nakao Tomohiro
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 33 号: 14 ページ: 8913-8920
  • DOI: 10.1093/cercor/bhad170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resting state hyperconnectivity of the default mode network in schizophrenia and clinical high-risk state for psychosis (2023)
  • 著者名/発表者名: Sasabayashi Daiki、Takahashi Tsutomu、Takayanagi Yoichiro、Nemoto Kiyotaka、Ueno Maya、Furuichi Atsushi、Higuchi Yuko、Mizukami Yuko、Kobayashi Haruko、Yuasa Yusuke、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 33 号: 13 ページ: 8456-8464
  • DOI: 10.1093/cercor/bhad131
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional connectivity between pre-supplementary motor area and inferior parietal lobule associated with impaired motor response inhibition in first-degree relatives of patients with obsessive-compulsive disorder (2023)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Tomiyama, Keitaro Murayama, Kiyotaka Nemoto, Mayumi Tomita, Kenta Kato 1 , Akira Matsuo, Aikana Ohno, Mingi Kang , Osamu Togao , Kousei Ishigami , Tomohiro Nakao
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 9 号: 12 ページ: 7531-7539
  • DOI: 10.1093/cercor/bhad058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Word-producing brain: Contribution of the left anterior middle temporal gyrus to word production patterns in spoken language (2023)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Hikaru、Abe Masato S.、Otake-Matsuura Mihoko
  • 雑誌名: Brain and Language 巻: 238 ページ: 105233-105233
  • DOI: 10.1016/j.bandl.2023.105233
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between social comparison orientation and hippocampal properties in older adults: A multimodal MRI study (2022)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Hikaru、Sekiguchi Takuya、Otake-Matsuura Mihoko
  • 雑誌名: Social Neuroscience 巻: 17 号: 6 ページ: 544-557
  • DOI: 10.1080/17470919.2023.2166580
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Aberrant resting‐state functional connectivity of major depressive disorder with higher risk of suicide (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Kazuhiro、Nemoto Kiyotaka、Shiratori Yuki、Sodeyama Noriko、Kodama Kikuko、Usuniwa Hitoshi、Yamada Noriko、Yaguchi Chie、Hori Takafumi、Arai Tetsuaki、Tachikawa Hirokazu
  • 雑誌名: Psychiatry and Clinical Neurosciences Reports 巻: 1 号: 3
  • DOI: 10.1002/pcn5.35
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dark Chocolate Intake May Reduce Fatigue and Mediate Cognitive Function and Gray Matter Volume in Healthy Middle-Aged Adults (2022)
  • 著者名/発表者名: Nemoto Kiyotaka、Kokubun Keisuke、Ogata Yousuke、Koike Yasuharu、Arai Tetsuaki、Yamakawa Yoshinori
  • 雑誌名: Behavioural Neurology 巻: 2022 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1155/2022/6021811
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trends in Big Data Analyses by Multicenter Collaborative Translational Research in Psychiatry (2022)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Onitsuka, Yoji Hirano, Kiyotaka Nemoto, Naoki Hashimoto, Itaru Kushima, Daisuke Koshiyama, Michihiko Koeda, Tsutomu Takahashi, Yoshihiro Noda, Junya Matsumoto, Kenichiro Miura, Takanobu Nakazawa, Takatoshi Hikida, Kiyoto Kasai, Norio Ozaki, Ryota Hashimoto
  • 雑誌名: Psychiatry and Clinical Neurosciences 巻: 76 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1111/pcn.13311
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Abnormal White Matter Microstructure in the Limbic System Is Associated With Tuberous Sclerosis Complex-Associated Neuropsychiatric Disorders (2022)
  • 著者名/発表者名: Sato, Akemi Tominaga, Koji Iwatani, Yoshiko Kato, Yoko Wataya-Kaneda, Mari Makita, Kai Nemoto, Kiyotaka Taniike, Masako Kagitani-Shimono, Kuriko
  • 雑誌名: Frontiers in Neurology 巻: 13 ページ: 1-15
  • DOI: 10.3389/fneur.2022.782479
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased functional connectivity between presupplementary motor area and inferior frontal gyrus associated with the ability of motor response inhibition in obsessive-compulsive disorder. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tomiyama H, Murayama K, Nemoto K, Tomita M, Hasuzawa S, Mizobe, T, Kato K, Ohno A, Tsuruta S, Hiwatashi A, Nakao T
  • 雑誌名: Human Brain Mapping 巻: Nov 24 号: 3 ページ: 974-984
  • DOI: 10.1002/hbm.25699
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Grey-matter brain healthcare quotient and cognitive function: A large cohort study of an MRI brain screening system in Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Keita、Kakeda Shingo、Nemoto Kiyotaka、Onoda Keiichi、Yamaguchi Shuhei、Kobayashi Shotai、Yamakawa Yoshinori
  • 雑誌名: Cortex 巻: 145 ページ: 97-104
  • DOI: 10.1016/j.cortex.2021.09.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gymkhana and pylon slalom driving training effects on the cerebellum structure (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Toshiyuki、Gheorghe Lucian A.、Nemoto Kiyotaka、Horie Tomohiko、Takano Susumu、Haida Munetaka
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 765 ページ: 136281-136281
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2021.136281
  • 査読あり
• [学会発表] 汎用性のあるBIDS変換システムの開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 黒下彰喜、根本清貴、中山顕次郎、新井哲明
  • 学会等名: 第25回日本ヒト脳機能マッピング学会
• [学会発表] 画像統計解析入門 (2022)
  • 著者名/発表者名: 根本清貴
  • 学会等名: 第41回日本認知症学会学術集会／第37回日本老年精神医学会合同開催
  • 招待講演
• [学会発表] 最先端の精神医学研究は精神疾患の診断法の開発にどこまで迫れるか？ 精神疾患と脳構造画像：脳構造画像で精神疾患は分類できるのか？ (2022)
  • 著者名/発表者名: 根本清貴
  • 学会等名: BPCNPNPPP4学会合同年会
• [備考] 脳画像解析e-Learning
  • URL: https://www.nemotos.net/?page_id=2436
• [備考] kn-scripts
  • URL: https://gitlab.com/kytk/kn-scripts
• [備考] 脳画像解析eラーニング
  • URL: https://www.nemotos.net/?page̲id=2436
• [備考] 脳画像解析eラーニング
  • URL: https://www.nemotos.net/?page_id=2436