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2017 年度 実施状況報告書

学習による脳可塑的変化を解明する神経細胞構造MRIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K19829
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

笠原 和美 (疋島和美)  沖縄科学技術大学院大学, 神経計算ユニット, 特別研究員 (30706164)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードMRI / 訓練 / 個人差 / 安静時脳機能連絡 / Diffusion Tensor Imaging / 拡散スペクトラムイメージング
研究実績の概要

リハビリテーションなどの長期的な訓練によって、脳機能が回復すると共に脳白質の異方性が高くなることが知られている。しかし、脳機能の回復効果や構造変化には個人差があり、十分な効果が得られない場合が存在する。加えて、これらの個人差が脳のどのような現象に起因しているのか、生物学的な機序は明らかでない。誰もが訓練に応じた効果を得られるためには、リハビリテーションによって、「何が」「どのように」変化していくのか、その個人差を明らかにする必要があると考えた。そこで、本研究では脳白質の構造変化に着目し、脳白質の微細な構造変化を評価できる「神経細胞構造MRI」の開発を目的として研究を開始した。
本研究では、マウス15匹にボタン押しシーケンス課題を2ヶ月間訓練させた。これらのマウスに対し、軸索や髄鞘など微細構造を反映するDiffusion Spectrum Imagingや高分解能Diffusion Tensor Imaging、安静時機能連絡の撮像シーケンスを訓練の前後に計測した。さらに、動物用MRIでの研究と並行して、臨床用MRIを用いパーキンソン病患者のブレイン・マシン・インターフェイスの学習が抗パーキンソン病薬に関わる可能性を示唆した。この結果は、脳機能回復の個人差や構造変化の生物学的機序の解明に役立つ可能性がある。この成果は、症例報告としてBrain Computer Interfaces誌に掲載された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度は症例研究が国際誌に採択され、動物用MRIの実験をほとんど終えることができた。一方、出産によって半年間の産休を取得し、研究を中断中であるため研究期間を延長したが、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

次年度は今年度産休により実施できなかった組織解析を行う。さらに長期訓練により脳がどのように変化しているか検討し、行動成績の向上に伴う脳白質微細構造変化を明らかにする。学会発表及び論文作成を行う。

次年度使用額が生じた理由

出産に伴う半年間の産休のため、旅費等を使用しなかったこと、組織解析を次年度に延長したことにより、伴う費用を次年度に持ち越した。
組織解析やその備品等に支出する。また研究成果をまとめ、学会発表を行う予定であるため、未使用分は、次年度に物品費と旅費として使用する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Initial experience with a sensorimotor rhythmbased brain-computer interface in a Parkinson’s disease patient2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kasahara, Hideki Hoshino, Yoshihiko Furusawa, Charles Sayo DaSalla, Manabu Honda, Miho Murata, Takashi Hanakawa
    • 雑誌名

      Brain-Computer Interfaces

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1080/2326263X.2018.1440781

    • 査読あり
  • [学会発表] Effects on control performance during brain-computer interface induced by transcranial direct current stimulation2017

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kasahara, Hideki Hoshino, Tatsuhiro Nakamura, Charles Sayo DaSalla, Yousuke Ogata, Kazumasa Uehara, Kenji Doya, Takashi Hanakawa
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会

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公開日: 2018-12-17  

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