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2020 年度 実績報告書

脊髄損傷後の機能回復を促進する脳活動の解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 18H04085
研究機関大阪大学

研究代表者

貴島 晴彦  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (10332743)

研究分担者 西村 幸男  公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, プロジェクトリーダー (20390693)
谷 直樹  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (20598370)
柳澤 琢史  大阪大学, 高等共創研究院, 教授 (90533802)
押野 悟  大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (40403050)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード脊髄損傷 / 脳磁図 / 霊長類モデル / バイオマーカー / 頭蓋内電極
研究実績の概要

本研究は、脊髄損傷後の代償性神経回路形成における大脳皮質活動の役割を解明し、それらを効果的に促進する治療法の開発を行うことを目的とする。そのため、脊髄損傷患者を対象とした研究と脊髄損傷動物モデルを対象とする研究を並行して行なっている。 脊髄損傷患者を対象とする研究では、年齢をそろえた脊髄損傷患者22例と健常コントロール29例を比較した。それぞれの安静時の脳磁図を測定し、Desikan-KillianyのCortical Parcellation を用いて領域間の比較をおこなったところ、脊髄損傷患者の前頭葉で広く、γ帯域のpowerが低下していた。また、全脳領域において、β帯域の位相とγ帯域の振幅とPhase amplitude coupling が上昇していた。また、経時的に脳磁図を測定している患者からの解析により、機能回復に関連する特徴量についての候補を検証している。
霊長類脊髄損傷モデルの研究では、これまでにアカゲザル4頭に加え、2020年度は2頭で繰り返し運動ができる様にモンキーチェアに固定しトレーニングを行なった。これは、右手のみで繰り返し餌を獲得する課題である。課題が遂行できることを確認し、その後、頭蓋内に電極を留置する手術を行い、脊髄損傷のない状態、脊髄損傷直後、回復期、亜急性期 での運動課題での皮質脳波の変化を計測した。残念ながら、1頭は周術期のトラブルでデータを収集することができなかったが、1頭から新たに脊髄損傷のない状態、脊髄損傷直後、回復期、亜急性期のデーターを収集することができた。これらについて右手の運動時の脳信号について解析を行い、脊髄損傷に関連するあるいはその回復に関連する生理学的な特徴量を検索している。さらにこれらの結果と上述した脊髄損傷患者から得られた生理学的特徴との対比を進めている。

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

COVID-2の影響により、アカゲザルの入荷(輸入)に支障をきたしていること、病院施設を使用するためボランティア患者の測定が遅れてことが研究の進捗に影響しているが、プロトコールの変更などで対応している。

今後の研究の推進方策

脊髄損傷患者を用いた研究では、脊髄脊椎疾患で運動症状の有する患者をリクルートし症状との関連、治療介入による症状変化との関連に関わる脳内生理学的特徴量の開発を目指す。霊長類モデルについては新たな動物の導入による引き続きのデータ収集とその解析を並行して進める。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Data-driven electrophysiological feature based on deep learning to detect epileptic seizures2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Shota、Yanagisawa Takufumi、Fukuma Ryohei、Oshino Satoru、Tani Naoki、Khoo Hui Ming、Edakawa Kohtaroh、Kobayashi Maki、Tanaka Masataka、Fujita Yuya、Kishima Haruhiko
    • 雑誌名

      Journal of Neural Engineering

      巻: 18 ページ: 056040~056040

    • DOI

      10.1088/1741-2552/ac23bf

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 頭蓋内電極データから脳機能を解析する2021

    • 著者名/発表者名
      貴島晴彦
    • 学会等名
      International Joint Meeting 2020 in Kansai
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脳神経外科と神経科学2021

    • 著者名/発表者名
      貴島晴彦
    • 学会等名
      地域医療支援病院等合同研修会
    • 招待講演
  • [学会発表] EEG-fMRI同時計測におけるてんかん性放電に伴うBOLD変化と頭蓋内HFOの関係2021

    • 著者名/発表者名
      藤田祐也, クーウイミン, 押野悟, 谷直樹, 栁澤琢史, 福間良平, 三浦慎平, 江村拓人, 貴島晴彦
    • 学会等名
      第44回日本てんかん外科学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた頭蓋内脳波から朝、昼、夜の時間帯の認識の識別2021

    • 著者名/発表者名
      藤田祐也, 栁澤琢史, 西本伸志, 小出真子, 福間良平, 押野悟, 谷直樹, クーウイミン, 三浦慎平, 江村拓人, 貴島晴彦
    • 学会等名
      第44回日本てんかん外科学会
  • [学会発表] てんかん外科から広がる脳情報表現の解明2021

    • 著者名/発表者名
      栁澤琢史, 福間良平, 西本伸志, 菅野秀宣, 田村健太郎, 飯村康司, 山本祥太, 押野悟, 谷直樹, 神谷之康, 貴島晴彦
    • 学会等名
      第44回日本てんかん外科学会
  • [学会発表] Refractory epilepsy caused by vascular lesions2020

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Kishima
    • 学会等名
      ALGKS & AESC 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脊髄損傷患者における脳磁図によるfunctional connectivityの検討2020

    • 著者名/発表者名
      西麻哉, 柳澤琢史, 福間良平, 山本祥太, 大西 諭一郎, 貴島晴彦
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第79回学術総会
  • [学会発表] Real-Time Neurofeedback to Modulate β-Band Power in the Subthalamic Nucleus in Parkinson's Disease Patients2020

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Kishima, Ryohei Fukuma, Takufumi Yanagisawa, Koichi Hosomi, Naoiki Tani, Satoru Oshino
    • 学会等名
      AASSFN2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 深層学習によるてんかんの自動診断と判別に使用される特徴量の解明2020

    • 著者名/発表者名
      藤田祐也, 柳澤琢史, 押野悟, 谷直樹, Hui Ming Khoo, 福間良平, 山本祥太, 三浦慎平, 貴島晴彦
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第79回学術総会
  • [学会発表] ディープラーニングによるてんかんの動診断における特徴量の探索2020

    • 著者名/発表者名
      藤田祐也, 浦菜津子, 柳澤琢史, 山本祥太, 大城武史, 福間良平, 貴島晴彦
    • 学会等名
      第43回神経科学大会
  • [学会発表] 頭蓋内電極を用いた脳機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      貴島晴彦
    • 学会等名
      先導的学際研究機構 生命医科学融合フロンティア研究部門・創薬サイエンス部門
    • 招待講演
  • [図書] Annual Review 神経20202020

    • 著者名/発表者名
      貴島晴彦
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      中外医学社
  • [図書] CLINICAL NEUROSCIENCE 2020 Vol.38 No.112020

    • 著者名/発表者名
      貴島晴彦
    • 総ページ数
      164
    • 出版者
      中外医学社
  • [図書] メディカルチームのためのニューロモデュレーション治療 完全ガイドブック2020

    • 著者名/発表者名
      細見晃一
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      メジカルビュー

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公開日: 2022-12-28  

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