精神疾患における思考の障害の神経基盤の解明と支援法の開発

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: 人工知能と脳科学の対照と融合
• 研究課題/領域番号: 16H06572
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 高橋 英彦 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (60415429)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: 精神疾患

研究実績の概要

前年度までに取得した健常者および統合失調症患者において物体の鮮明な視覚刺激とその視覚刺激にノイズを加えた曖昧視覚刺激を見せた時の脳活動データを解析した。健常者において鮮明な画像を見た際の脳活動から物体の視覚刺激をデコード可能な状態にトレーニングされたデコーダーを用意し、曖昧な視覚刺激でも同様にデコーディングできることを確認した。患者に曖昧画像を見せた時の脳活動からデコーディングの成績を確認した。鮮明画像をdeep neural networkに入力した（特に高次視覚野に相当する層）のパターンと、脳活動からデコーディングされる特徴を両群での比較に取り掛かった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

想定以上のデータ量と演算量のため、解析時間の短縮のために計算機環境の整備や解析方法の見直しに時間を要したが、問題は解決でき、最終的な目的に向けて概ね、追い付ける見通しはある。

今後の研究の推進方策

健常者と統合失調症患者に曖昧画像を見せた時の脳活動からデコーディングの成績を確認した。鮮明画像をdeep neural networkに入力した（特に高次視覚野に相当する層）のパターンと、脳活動からデコーディングされる特徴を両群での比較を検討することにより、統合失調症の低次から高次の視覚処理のどの過程にどのような問題があるか検討する。

研究成果

• [国際共同研究] Johs Hopkins University/UCLA(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Johs Hopkins University/UCLA
• [国際共同研究] University Medical Center Utrecht(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: University Medical Center Utrecht
• [国際共同研究] University of Hong Kong(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: University of Hong Kong
• [雑誌論文] Cognition and interpersonal coordination of patients with schizophrenia who have sports habits (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujii Keisuke、Yoshihara Yujiro、Matsumoto Yukiko、Tose Keima、Takeuchi Hideaki、Isobe Masanori、Mizuta Hiroto、Maniwa Daisuke、Okamura Takehiko、Murai Toshiya、Kawahara Yoshinobu、Takahashi Hidehiko
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 15 ページ: e0241863
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0241863
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atypical spatial frequency dependence of visual metacognition among schizophrenia patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Koizumi Ai、Hori Tomoki、Maniscalco Brian、Hayase Makoto、Mishima Ryou、Kawashima Takahiko、Miyata Jun、Aso Toshihiko、Lau Hakwan、Takahashi Hidehiko、Amano Kaoru
  • 雑誌名: NeuroImage: Clinical 巻: 27 ページ: 102296～102296
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2020.102296
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Overlapping but Asymmetrical Relationships Between Schizophrenia and Autism Revealed by Brain Connectivity (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshihara Yujiro、et al、Takahashi Hidehiko
  • 雑誌名: Schizophrenia Bulletin 巻: 46 ページ: 1210～1218
  • DOI: 10.1093/schbul/sbaa021
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Interface between AI and schizophrenia research (2020)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko Takahashi
  • 学会等名: International Symposium on Artificial Intelligence and Brain Science
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Interface between AI and schizophrenia research (2020)
  • 著者名/発表者名: Hidehiko Takahashi
  • 学会等名: 日本神経科学会
  • 招待講演