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デフォルトモードネットワークの動作原理と機能解明

公募研究

研究領域非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解
研究課題/領域番号 18H04957
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
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, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50372115)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードデフォルトモードネットワーク / 神経画像 / ゆらぎ / 機能的MRI / 安静時機能的MRI / 機能的ネットワーク / 独立成分分析 / 大脳皮質 / ドパミン / セロトニン / 安静時脳機能活動 / デフォルトモード / 共振性活動 / MRI / 自発性活動
研究実績の概要

本研究ではデフォルトモードネットワーク(DMN)がどのいった行動や脳機能を担うのか、DMNが他の神経機構とどのように関連しているか、の二つのアプローチで調べることでDMNの成因や機構を明らかにすることを目的とする。基盤技術としての安静時脳活動・DMNの測定・解析技術の開発を鋭意すすめ、特にマカクサル脳において安静時脳活動機能的MRIを収集する技術(RF受信コイルの条件設定、撮像シーケンス)ならびにネットワーク解析の技術の最適化と開発をすすめ確立し論文化した。撮像シーケンスにはマルチバンドEPIシーケンスを用いて時間解像度0.75秒、空間解像度1.25mmの高い分解能のデータを取得した。空間解像度の決定には、マカクサル脳の皮質厚を計測し半球内の皮質厚分布を基に算出した。また麻酔状態や覚醒状態における脳安静状態のデータ取得・解析を行うための技術も構築した。安静時脳活動MRIデータにおいて問題となるノイズを除去する技術を開発し、機械学習の技術を用いて精度高いノイズ除去技術を構築できた。これにより19個の神経ネットワークを抽出した。またドパミン機能やセロトニン機能を修飾した際の安静時脳活動ネットワークの調査し、皮質・皮質下の機能ネットワークの変動を認めた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Oxford University(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Lyon University(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Washington University in St. Louis(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Towards HCP-Style macaque connectomes: 24-Channel 3T multi-array coil, MRI sequences and preprocessing2020

    • 著者名/発表者名
      Autio JA, Glasser MF, Ose T, Donahue CJ, Bastiani M, Ohno M, Kawabata Y, Urushibata Y, Murata K, Nishigori K, Yamaguchi M, Hori Y, Yoshida A, Go Y, Coalson TS, Jbabdi S, Sotiropoulos SN, Kennedy H, Smith S, Van Essen DC, Hayashi T.
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 215 ページ: 116800-116800

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2020.116800

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Accelerating the Evolution of Nonhuman Primate Neuroimaging2020

    • 著者名/発表者名
      Milham Michael、et al
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 105 号: 4 ページ: 600-603

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2019.12.023

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Diffusion Tensor Model links to Neurite Orientation Dispersion and Density Imaging at high b-value in Cerebral Cortical Gray Matter2019

    • 著者名/発表者名
      Fukutomi Hikaru、Glasser Matthew F.、Murata Katsutoshi、Akasaka Thai、Fujimoto Koji、Yamamoto Takayuki、Autio Joonas A.、Okada Tomohisa、Togashi Kaori、Zhang Hui、Van Essen David C.、Hayashi Takuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 12246-12246

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48671-7

    • NAID

      120007006237

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerebral cortical folding, parcellation, and connectivity in humans, nonhuman primates, and mice2019

    • 著者名/発表者名
      Van Essen David C.、Donahue Chad J.、Coalson Timothy S.、Kennedy Henry、Hayashi Takuya、Glasser Matthew F.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 52 ページ: 26173-26180

    • DOI

      10.1073/pnas.1902299116

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Premotor Cortical-Cerebellar Reorganization in a Macaque Model of Primary Motor Cortical Lesion and Recovery2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Tatsuya、Hayashi Takuya、Murata Yumi、Ose Takayuki、Higo Noriyuki
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 39 号: 43 ページ: 8484-8496

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0077-19.2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Does the Diffusion Tensor Model Predict the Neurite Distribution of Cerebral Cortical Gray Matter? ? Cortical DTI-NODDI2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Fukutomi, Matthew F. Glasser, Katsutoshi Murata, Thai Akasaka, Koji Fujimoto, Takayuki Yamamoto, Joonas A. Autio, Tomohisa Okada, Kaori Togashi, Hui Zhang, David C. Van Essen, Takuya Hayashi
    • 雑誌名

      biorxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/441659

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neurite imaging reveals microstructural variations in human cerebral cortical gray matter2018

    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantification of receptor activation by oxytocin and vasopressin in endocytosis-coupled bioluminescence reduction assay using nanoKAZ.2018

    • 著者名/発表者名
      Kii I, Hirahara-Owada S, Yamaguchi M, Niwa T, Koike Y, Sonamoto R, Ito H, Takahashi K, Yokoyama C, Hayashi T, Hosoya T, Watanabe Y.
    • 雑誌名

      Anal Biochem

      巻: 549 ページ: 174-183

    • DOI

      10.1016/j.ab.2018.04.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Harmonized Brain MRI Protocols/Preprocessing for Brain/MINDS-beyond2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hayashi
    • 学会等名
      3rd Japanese Human Brain Imaging Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mapping the Macaque Connectome using High-resolution Multi-modal Imaging in 30 Animals (MacCP 30).2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Hayashi et al.
    • 学会等名
      Annual Meeting of Organization of Human Brain Mapping
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト脳の解明のための霊長類脳コネクトーム研究2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Takuya
    • 学会等名
      第21回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Towards the Macaque Connectome: 24-Channel 3T Multi-Array Coil, MR Sequences, and HCP-style Preprocessing2018

    • 著者名/発表者名
      Autio Joonas, Ose Takayuki, Ohno Masahiro, Kawabata Yoshihiko, Urushibata Yuta , Nishigori Kantaro, Yamaguchi Masataka, Hori Yuki, Yoshida Atsushi, Murata Katsutoshi, Glasser Matthew F, Hayashi Takuya.
    • 学会等名
      ISMRM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Resting state functional corticostriatal connectivity in Parkinsonian monkeys2018

    • 著者名/発表者名
      Autio Joonas, Ose Takayuki, Nishigori Kantaro, Tanki Nobuyoshi, Takahashi Jun, Glasser Matthew F, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      ISMRM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a 24-Channnel 3T Multi-Array Coil for functional MRI in awake monkeys2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Atsushi, Hori Yuki, Nishigori Kantaro, Ohno Masahiro, Kawabata Yoshihiko, Murata Katsutoshi, Urushibata Yuta , Yamaguchi Masataka, Autio Joonas, Glasser Matthew F, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      ISMRM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Translating the Human Connectome Project to Marmoset Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Hori Yuki, Autio Joonas, Ohno Masahiro, Kawabata Yoshihiko, Urushibata Yuta , Murata Katsutoshi, Yamaguchi Masataka, Kawasaki Akihiro, Takeda Chiho, Yokoyama Chihiro, Glasser Matthew F, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      ISMRM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Resting State Functional CorticoStriatal Connectivity in Parkinsonian Monkeys2018

    • 著者名/発表者名
      Autio Joonas, Nishigori Kantaro, Tanki Nobuyoshi, Yamaguchi Masataka, Takahashi Jun, Glasser Matthew F, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      第41回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Resting state functional corticostriatal connectivity in Parkinsonian monkeys2018

    • 著者名/発表者名
      Autio Joonas, Ose Takayuki, Nishigori Kantaro, Tanki Nobuyoshi, Takahashi Jun, Glasser Matthew F, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      第2回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of a 24-Channel Multi-Array Coil for functional MRI at 3T in awake macaques2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Atsushi, Hori Yuki, Nishigori Kantaro, Ohno Masahiro, Kawabata Yoshihiko, Urushibata Yuta , Murata Katsutoshi, Yamaguchi Masataka, Autio Joonas, Glasser Matthew F, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      第2回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dopaminergic modulation of functional connectome in anesthetized macaque monkeys2018

    • 著者名/発表者名
      Nishigori Kantaro, Ose Takayuki, Ohno Masahiro, Yamaguchi Masataka, Autio Joonas, Yoshida Atsushi, Negishi Toru, NAKAZAWA Shunsuke, urushino Naoko, Ichihara Junji, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      第2回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Translating Human Connectome Project to Marmoset Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Hori Yuki, Autio Joonas, Ohno Masahiro, Kawabata Yoshihiko, Urushibata Yuta , Murata Katsutoshi, Kawasaki Akihiro, Takeda Chiho, Yokoyama Chihiro, Yamaguchi Masataka, Yoshida Atsushi, Glasser Matthew F, Van Essen David, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      第2回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of Neurite Indices From Diffusion Tensor Imaging in the human cerebral cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Fukutomi Hikaru, Akasaka Thai, Fujimoto Koji, Yamamoto Takayuki, Okada Tomohisa, Kaori Togashi, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      ISMRM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Does Diffusion Tensor Model Predict Neurite Distribution of Cerebral Cortical Gray Matter? ? Cortical DTI-NODDI2018

    • 著者名/発表者名
      Fukutomi Hikaru, Murata Katsutoshi, Glasser Matthew F, Akasaka Thai, Fujimoto Koji, Yamamoto Takayuki, Autio Joonas, Okada Tomohisa, Kaori Togashi, Zhang Gary Hui, Van Essen David, Hayashi Takuya
    • 学会等名
      第2回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 霊長類脳コネクトームと病態解明2018

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Takuya
    • 学会等名
      第9回札幌神経科学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Age-dependent changes of structure, myelin and neurite in adult human cerebral cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Akihiro, Fukutomi Hikaru, watanabe kyosuke, Morito Yusuke, Tajima Kanako, Ebisu Kyoko, Iwasaki Miho, Mizuno Kei, Hayashi Takuya, Watanabe Yasuyoshi
    • 学会等名
      第2回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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