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2021 年度 実施状況報告書

精神疾患の視覚認知行動異常のシステム神経科学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K06920
研究機関国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター

研究代表者

三浦 健一郎  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, 室長 (20362535)

研究分担者 竹村 文  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90357418)
松本 純弥  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, 室長 (10635535)
長谷川 尚美  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 精神保健研究所 精神疾患病態研究部, リサーチフェロー (70865906)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード視覚認知 / 眼球運動 / 脳神経回路 / 精神疾患 / 統合失調症
研究実績の概要

統合失調症は幻覚や妄想などの陽性症状、感情鈍麻や自発性減退などの陰性症状を呈する精神疾患である。そのような症状は脳の機能異常によって起こると考えられるが、その本態をなす生物学的基盤はまだ明らかになっていない。本研究は、システム神経科学的アプローチで、統合失調症において顕著な異常が起こり、認知機能や社会機能と関連し、ヒトと非ヒト霊長類の両方に共通して存在する視覚認知行動に着目し、認知行動課題を遂行しているヒトと非ヒト霊長類の眼の動きと脳活動を調べることによって、病態を引き起こしている脳の視覚認知機能メカニズムにおける機能不全の詳細の解明を目指す。2021年度は、ヒトおよび非ヒト霊長類を対象とした実験データの解析及び、機能的磁気共鳴画像法による脳活動計測実験を行うと共に、研究代表者らが計測・集積してきた精神疾患の視覚認知機能及び脳画像のデータを用いた研究を並行して進めた。統合失調症の認知機能異常の背景にある脳病態について知見を得るために、拡散強調画像から得られる大脳白質構造の特徴と認知機能低下の関連を調べ、その成果はClinical EEG and Neuroscience誌に掲載された。また、統合失調症における視覚認知行動の異常および大脳灰白質構造の特徴的異常を定量化し日本生物学的精神医学会などで報告した。またこれまでの成果を含む複数の総説論文がPsychiatry and Clinical Neuroscience誌などに掲載された。機能的磁気共鳴画像法を用いて視覚認知行動中のヒト大脳皮質における活動領域の理解を進め、それらの成果を日本神経科学大会などの学会にて報告した。

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

本研究では、統合失調症において顕著な異常が起こる視覚認知行動に着目し、ヒトの行動及び脳画像の解析、非ヒト霊長類を用いた統合失調症モデルの作出と解析を行う計画である。ヒトを対象とした研究では、機能的磁気共鳴画像法を用いて視覚認知行動に関連する神経回路を調べるための実験パラダイムを開発する計画であったが、視覚誘導性サッケード、滑動性眼球運動、フリービューイング行動に関連する神経ネットワークを調べるための実験系を2020年度に構築し、眼球運動の同時計測を実現している。2021年度は滑動性眼球運動と視覚誘導性サッケードに関わる大脳皮質領域、フリービューイング行動に関連する大脳皮質領域を明らかにし、学術集会にて報告している。2022年度は眼球運動関連領野における構造-機能連関などについて日本神経科学学会で報告予定である。非ヒト霊長類を用いた研究では、マカクサルを用いた視覚認知行動評価系を構築し、眼球運動のトランスレータブル指標としての有効性を確認し、それらの成果については既に2報の論文で報告している。2022年度はさらに解析を進め、新たに論文に投稿する計画である。本年度もCOVID19の影響もあったが、ヒトと非ヒト霊長類を対象とした実験に制限があったものの上記のとおり概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

2022年度のヒトを対象とした研究では、これまでに機能的磁気共鳴画像法と眼球運動の同時計測系を用いて取得した、視覚誘導性サッケード、滑動性眼球運動、フリービューイング時の脳活動と視覚認知行動のデータ解析をさらに進め、課題遂行時に賦活する脳領域と機能-構造連関などについて明らかにし、論文化を行う計画である。また、精神疾患患者を対象とした脳画像計測を行い、統合失調症に特異的に現れる脳活動及び活動連関の異常を同定する計画である。さらに、申請者らが計測・集積してきた、精神疾患の眼球運動と脳構造・機能画像のデータを用いた研究を並行して進め、行動異常の背景にある脳病態の理解を引き続き進める。非ヒト霊長類を用いた研究では、2021年度に実験の遂行に必要なトレーニングを終えた個体を用いた行動実験を行い、これまでの実験結果の再現性を確認し、行動実験の結果の論文化を行う計画である。また、統合失調症様の幻覚・妄想などを誘発する薬物を動物に投与し視覚認知行動を調べる。薬物の投与量・投与回数、引き起こされた眼球運動変化および、変化からの回復の時間経過の関係性を解析し、統合失調症モデル動物の作出を試みる。同様の変化が確認されれば、正常個体と統合失調症モデルの神経活動を比較研究に進む計画である。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルス感染症(COVID-19)の影響を受け、出席予定の学会が本年度もオンライン開催となり参加に係る旅費の支出がなくなった。また、COVID-19対策による出勤制限などの影響でデータ入力、資料整理などの研究補助のアルバイトの人員確保も難しく予定していた人件費の支出が減った。また、動物実験も影響を受け実験に係る費用の支出が若干減った。しかしながら、研究代表者および分担者にてデータ入力及び解析を進め、影響を見つつ実験も進めたため研究はおおむね順調に進展している。未使用額については、次年度に予定している実験及び成果報告費用に充てる必要があるため確保する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Toward recovery in schizophrenia: Current concepts, findings, and future research directions2022

    • 著者名/発表者名
      Onitsuka Toshiaki、Hirano Yoji、Nakazawa Takanobu、Ichihashi Kayo、Miura Kenichiro、Inada Ken、Mitoma Ryo、Yasui‐Furukori Norio、Hashimoto Ryota
    • 雑誌名

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/pcn.13342

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Trends in big data analyses by multicenter collaborative translational research in psychiatry2022

    • 著者名/発表者名
      Onitsuka Toshiaki、Hirano Yoji、Nemoto Kiyotaka、Hashimoto Naoki、Kushima Itaru、Koshiyama Daisuke、Koeda Michihiko、Takahashi Tsutomu、Noda Yoshihiro、Matsumoto Junya、Miura Kenichiro、Nakazawa Takanobu、Hikida Takatoshi、Kasai Kiyoto、Ozaki Norio、Hashimoto Ryota
    • 雑誌名

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      巻: 76 ページ: 1~14

    • DOI

      10.1111/pcn.13311

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 眼球運動の定量的分析とその精神医学への応用2022

    • 著者名/発表者名
      三浦健一郎,松本純,長谷川尚美,橋本亮太
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 54 ページ: 17-20

  • [雑誌論文] Association Study Between White Matter Microstructure and Intelligence Decline in Schizophrenia2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Junya、Miura Kenichiro、Fukunaga Masaki、Nemoto Kiyotaka、Koshiyama Daisuke、Okada Naohiro、Morita Kentaro、Yamamori Hidenaga、Yasuda Yuka、Fujimoto Michiko、Ito Satsuki、Hasegawa Naomi、Watanabe Yoshiyuki、Kasai Kiyoto、Hashimoto Ryota
    • 雑誌名

      Clinical EEG and Neuroscience

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1177/15500594211063314

    • 査読あり
  • [学会発表] 機能的MRIによるフリービューイング関連脳領域の同定2022

    • 著者名/発表者名
      三浦健一郎、山本哲也、松田圭司、 松本純弥、橋本亮太、小野誠司、定藤規弘、福永雅喜
    • 学会等名
      第17回空間認知と運動制御研究会学術集会
  • [学会発表] 眼球運動の動的方程式―錯視を再現する計算モデル―2022

    • 著者名/発表者名
      高麗雄介、三浦健一郎
    • 学会等名
      第17回空間認知と運動制御研究会学術集会
  • [学会発表] Cortical structural mega-analysis across four major psychiatric disorders in 5432 individuals2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto J, Fukunaga M, Miura K, et al.
    • 学会等名
      7th Congress of AsCNP 2021 (AsianCollege of Neuropsychopharmacology 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Combinations of cognitive function and eye movement tests are effective in distinguishing schizophrenia cases from healthy controls2021

    • 著者名/発表者名
      Miura K, Matsumoto J, Hasegawa N, Fujimoto M, Yamamori H, Yasuda Y, Hashimoto R
    • 学会等名
      7th Congress of AsCNP 2021 (AsianCollege of Neuropsychopharmacology 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 追跡眼球運動中の大脳皮質活動特性:円滑追跡眼球運動と衝動性眼球運動の比較2021

    • 著者名/発表者名
      三浦健一郎, 山本哲也, 松田圭司, 松本純弥, 橋本亮太, 小野誠司, 定藤規弘, 福永雅喜
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
  • [学会発表] 認知機能と眼球運動を用いた統合失調症の診断マーカーに関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      三浦健一郎, 松本純弥, 長谷川尚美, 藤本美智子, 山森英長, 安田由華, 橋本亮太
    • 学会等名
      第43回日本生物学的精神医学会・第51回日本神経精神薬理学会 合同年会
  • [学会発表] COCORO(Cognitive Genetics Collaborative Research Organization:認知ゲノム共同研究機構)による統合失調症の大脳皮質厚・大脳皮質面積のメガアナリシス2021

    • 著者名/発表者名
      松本純弥, 三浦健一郎, 福永雅喜, 岡田直大, 根本清貴, 藤本美智子, 肥田道彦, 宮田淳, 大井一高, 中瀧理仁, 吉村玲児, 原田健一郎, 橋本直樹, 鬼塚俊明, 山本真江里, 山末英典, 高橋努, 笠井清登, 渡邊嘉之, 橋本亮太
    • 学会等名
      第43回日本生物学的精神医学会・第51回日本神経精神薬理学会 合同年会
  • [備考] 国立精神・神経医療研究センター 精神保健研究所 精神疾患病態研究部

    • URL

      https://byoutai.ncnp.go.jp/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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