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2019 年度 実施状況報告書

eラーニングシステムを活用した統合的かつ双方向的な脳画像解析学習支援環境の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K18164
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) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード脳画像解析 / e-ラーニング
研究実績の概要

1. 学習コンテンツの開発として、「脳画像解析のためのMatlab」を開発した。さらに、昨年開発した「FreeSurferによる構造画像の解析方法」をさらに拡充させ、発展させたコンテンツとした。ともに、オンラインで公開し、誰でも学習できるようにした。2. 統合画像解析システム「Lin4Neuro」の継続的な改良を行い、公開した(http://www.lin4neuro.net/lin4neuro/18.04bionic/)。準備が困難なHuman Connectome Project (HCP) Pipelineを構築できるプログラムの実装などを行った。これにより世界の第一線で行われている解析が行える環境を提供することが可能となった。
3. 開発したコンテンツに対し、実際にどの程度の有効性をもつかを評価するために、「脳画像解析のためのMatlab」は36名、「FreeSurferによる構造画像の解析方法」は30名の受講者に対し、それぞれ8時間にわたる対面形式のライブセミナーを実施した。受講者にアンケートをとった結果、いずれも90%以上の高い満足度が得られる内容を提供できた。
4. 多施設のMRIを用いても統合失調症と健常者を判別できるアルゴリズムを開発し、論文として発表した。
5. 解析サポートとして、脳構造画像、脳機能画像MRIに対し、それぞれ様々なソフトウェアを用いた解析の手法を伝えることにより研究者の解析をサポートし、共著論文として発表した。

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

研究実施計画をもとに、各年度における具体的な目標設定を行い、それを達成すべく行動した。この結果、当初の予定通り、以下を達成することができた。
1. 学習コンテンツの開発として、脳画像解析のためには習得する必要があるMatlabに関して、脳画像に特化したコンテンツはなかったことから、コンテンツを開発した。ライブセミナーを行い、受講者の満足度を調査したところ、高い満足度を得ることができた。そしてこのコンテンツを一般公開することができた。また、昨年度コンテンツを開発したFreeSurferについてはさらに応用となる項目を拡充することができた。一方、動画コンテンツは作成に至らなかったため、次年度の課題とした。
2. 統合画像解析システムの「Lin4Neuro」に関しては改良を行い、Human Connectome Projectの解析に必要なシステムを容易に構築できる環境を構築した。これにより、世界の第一線で行われている解析を自分のワークステーションで行うことができるようになった。昨年度に引き続き、Lin4Neuroは、先端ビオイメージング支援プラットフォーム(ABiS)脳画像解析チュートリアルの教育プラットフォームとして採用された。また、ドキュメントも一部整備を行った。
3. 自分自身で取り組んできた多施設MRIを用いた統合失調症と健常者の判別につき、多施設データを用いても一定の判別能を担保できるアルゴリズムを論文化した。
4. 解析サポートとして、FreeSurferを用いた脳構造画像解析、SPMやCONNを用いた脳機能画像解析の経験が少ない研究者の脳画像研究および論文執筆をサポートした。この結果、複数の論文公開に至った。本課題を通して学際連携を行うことが達成できており、現在も複数の研究者をサポートしている。
5. 教育効果を測定するための文献的調査は十分にできなかった。

今後の研究の推進方策

1. 令和2年度は、動画を用いた学習コンテンツを開発する。これにより学習効果をさらにあげることができることが期待される。
2. Lin4Neuroの開発に関しては、ドキュメントの整備を継続し、ユーザビリティを向上させる。
3. 過去2年でライブセミナーを複数回開催し、ユーザーのニーズをつかんできているため、令和2年度は、ウェブセミナーを開催し、ウェブセミナーでの脳画像解析教育のノウハウを蓄積する。
4. 現在既に複数の研究者の脳画像解析をサポートしているが、継続してサポートを行い、解析結果の論文化を援助していく。
5. 令和2年度はe-ラーニングの教育効果の測定を行う。

次年度使用額が生じた理由

ライブセミナーでの会場費および謝金などが、当初の予定より少なくなった。これらは、次年度のWebセミナーの開催費用にあてる予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Fish Intake May Affect Brain Structure and Improve Cognitive Ability in Healthy People2020

    • 著者名/発表者名
      Kokubun Keisuke、Nemoto Kiyotaka、Yamakawa Yoshinori
    • 雑誌名

      Frontiers in Aging Neuroscience

      巻: 12 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fnagi.2020.00076

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plasma levels of matrix metalloproteinase‐9 (MMP‐9) are associated with cognitive performance in patients with schizophrenia2020

    • 著者名/発表者名
      Kudo Noriko、Yamamori Hidenaga、Ishima Tamaki、Nemoto Kiyotaka、Yasuda Yuka、Fujimoto Michiko、Azechi Hirotsugu、Niitsu Tomihisa、Numata Shusuke、Ikeda Manabu、Iyo Masaomi、Ohmori Tetsuro、Fukunaga Masaki、Watanabe Yoshiyuki、Hashimoto Kenji、Hashimoto Ryota
    • 雑誌名

      Neuropsychopharmacology Reports

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1002/npr2.12098

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain morphological and functional features in cognitive subgroups of schizophrenia2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Yuka、Okada Naohiro、Nemoto Kiyotaka、Fukunaga Masaki、Yamamori Hidenaga、Ohi Kazutaka、Koshiyama Daisuke、Kudo Noriko、Shiino Tomoko、Morita Susumu、Morita Kentaro、Azechi Hirotsugu、Fujimoto Michiko、Miura Kenichiro、Watanabe Yoshiyuki、Kasai Kiyoto、Hashimoto Ryota
    • 雑誌名

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      巻: 74 ページ: 191~203

    • DOI

      10.1111/pcn.12963

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] White matter microstructural alterations across four major psychiatric disorders: mega-analysis study in 2937 individuals2019

    • 著者名/発表者名
      Koshiyama Daisuke、...、Nemoto Kiyotaka、et al.
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41380-019-0553-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerebral White Matter Hyperintensity as a Healthcare Quotient2019

    • 著者名/発表者名
      Park Kaechang、Nemoto Kiyotaka、Yamakawa Yoshinori、Yamashita Fumio、Yoshida Keitaro、Tamura Masashi、Kawaguchi Atsushi、Arai Tetsuaki、Sasaki Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 8 ページ: 1823~1823

    • DOI

      10.3390/jcm8111823

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dysfunction between dorsal caudate and salience network associated with impaired cognitive flexibility in obsessive-compulsive disorder: A resting-state fMRI study2019

    • 著者名/発表者名
      Tomiyama Hirofumi、Nakao Tomohiro、Murayama Keitaro、Nemoto Kiyotaka、Ikari Keisuke、Yamada Satoshi、Kuwano Masumi、Hasuzawa Suguru、Togao Osamu、Hiwatashi Akio、Kanba Shigenobu
    • 雑誌名

      NeuroImage: Clinical

      巻: 24 ページ: 102004~102004

    • DOI

      10.1016/j.nicl.2019.102004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural brain network correlated with the resilience to traumatic events in the healthy participants: An MRI study on healthy people in a stricken area of the Great East Japan Earthquake.2019

    • 著者名/発表者名
      Ota Miho、Nemoto Kiyotaka、Ishida Ikki、Sato Shinji、Asada Takashi、Arai Tetsuaki、Kunugi Hiroshi
    • 雑誌名

      Psychological Trauma: Theory, Research, Practice, and Policy

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1037/tra0000517

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased brain gyrification in the schizophrenia spectrum2019

    • 著者名/発表者名
      Sasabayashi Daiki、Takayanagi Yoichiro、Takahashi Tsutomu、Nemoto Kiyotaka、Furuichi Atsushi、Kido Mikio、Nishikawa Yumiko、Nakamura Mihoko、Noguchi Kyo、Suzuki Michio
    • 雑誌名

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      巻: 74 ページ: 70~76

    • DOI

      10.1111/pcn.12939

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differentiation of schizophrenia using structural MRI with consideration of scanner differences: A real‐world multisite study2019

    • 著者名/発表者名
      Nemoto Kiyotaka、et al.
    • 雑誌名

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      巻: 74 ページ: 56~63

    • DOI

      10.1111/pcn.12934

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脳イメージング研究における教育環境の構築2019

    • 著者名/発表者名
      根本清貴
    • 学会等名
      第3回ヒト脳イメージング研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 認知機能トレーニングおける運動習慣、処理速度と実行機能の関連2019

    • 著者名/発表者名
      根本 清貴, レボウイッツ アダム, 山田 典子, 臼庭 等, 田村 昌士, 石川 和宏, 所圭吾, 新井 哲明
    • 学会等名
      第115回日本精神神経学会学術総会
  • [学会発表] 認知症の行動・心理症状と脳画像の関連2019

    • 著者名/発表者名
      関根 彩, 中山 顕次郎, 塚田 恵鯉子, 太田 深秀, 東 晋二, 根本 清貴, 新井 哲明
    • 学会等名
      第115回日本精神神経学会学術総会
  • [備考] Matlab/VBM習得勉強会

    • URL

      https://kytk.github.io/nisg-201912/

  • [備考] FreeSurfer勉強会

    • URL

      https://kytk.github.io/nisg-202001/

  • [備考] Lin4Neuro

    • URL

      https://www.nemotos.net/?page_id=161

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公開日: 2021-01-27  

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